(57)【要約】  【課題】液晶表示パネルの表示画面を鮮明にすることが可能な面状発光体を有する液晶表示装置を提供する。  【解決手段】点光源２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄは、導光板１の一対の端面Ｌ１，Ｌ２に夫々配置されているとともに、該点光源２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄは、その光軸が互いに略平行であり、且つ、該点光源２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの指向角を構成する一方の照射領域の境界線２ＡＬ，２ＢＬ，２ＣＬ，２ＤＬが、導光板１の一方端面Ｌ１に略直交するように位置している。  【選択図】図１
2005099531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明材料からなり、互いに対向する一対の端面を有する矩形状の導光板と、該導光板の一対の端面に配置される複数の点光源とから成る面状発光体と、ストライプ状に配列した複数の透明電極及び該透明電極を被覆する配向膜を形成した一対の基板を、双方の透明電極が互いに直交するように液晶層を介して貼り合わせた液晶表示パネルとから成る液晶表示装置であって、
前記点光源は、前記一対の端面に夫々配置されているとともに、該点光源は、その光軸が互いに略平行であり、且つ、該点光源の指向角を構成する一方の照射領域の境界線が、前記導光板の一方端面に略直交するように位置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
一方端面の一方の外側に配置された点光源の指向角を構成する一方の照射領域の境界線は、前記導光板の一方端面と直交する他の端面と略一致し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】
前記点光源が発光ダイオードであることを特徴とする請求項１または請求項２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関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶表示装置には液晶表示パネル用の照明として面状発光体が用いられている。
【０００３】
かかる従来の液晶表示装置は、透明材料からなり、互いに対向する一対の端面Ｌ１，Ｌ２を有する矩形状の導光板１０１の一対の端面Ｌ１，Ｌ２に複数の点光源１０２Ａ，Ｂを配置してなる面状発光体と、ストライプ状に配列した複数の透明電極及び該透明電極を被覆する配向膜を形成した一対の基板を、双方の透明電極が互いに直交するように液晶層を介して貼り合わせた液晶表示パネルとから成る液晶表示装置が知られている。
【０００４】
そして、導光板１０１の一対の端面Ｌ１，Ｌ２のうち、一方端面Ｌ１に設けられた点光源１０２Ａと、他方端面に設けられた点光源１０２Ｂとが夫々対向する位置に配置されている。
【特許文献１】特開２０００―２６０２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のような液晶表示装置では、図３に示すごとく一方端面Ｌ１の点光源１０２Ａの照射領域と、他方端面Ｌ２の点光源１０２Ｂの照射領域とが交錯する領域と、交錯しない領域とが出来てしまい、該交錯領域は、非交錯領域に比して輝度が高くなってしまい、導光板１０１の一主面から出射される光に輝度ムラが発生し、このような面状発光体を配置した液晶表示パネルには、面状発光体の輝度ムラがそのまま表示画面の輝度ムラとして現れてしまうことから、鮮明な表示画面が得られないという欠点を有していた。
【０００６】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、鮮明な表示画面を得ることが可能な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】
【０００７】
本発明の液晶表示装置は、透明材料からなり、互いに対向する一対の端面を有する矩形状の導光板と、該導光板の一対の端面に配置される複数の点光源とから成る面状発光体と、ストライプ状に配列した複数の透明電極及び該透明電極を被覆する配向膜を形成した一対の基板を、双方の透明電極が互いに直交するように液晶層を介して貼り合わせた液晶表示パネルとから成る液晶表示装置であって、前記点光源は、前記一対の端面に夫々配置されているとともに、該点光源は、その光軸が互いに略平行であり、且つ、該点光源の指向角を構成する一方の照射領域の境界線が、前記導光板の一方端面に略直交するように位置されていることを特徴とするものである。
【０００８】
また本発明の液晶表示装置は、一方端面の一方の外側に配置された点光源の指向角を構成する一方の照射領域の境界線は、前記導光板の一方端面と直交する他の端面と略一致していることを特徴とするものである。
【０００９】
さらに本発明の液晶表示装置は、前記点光源が発光ダイオードであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の液晶表示装置によれば、前記点光源は、前記一対の端面に夫々配置されているとともに、該点光源は、その光軸が互いに略平行であり、且つ、該点光源の指向角を構成する一方の照射領域の境界線が、前記導光板の一方端面に略直交するように位置されていることから、一方端面の点光源の照射領域と、他方端面の点光源の照射領域とが交錯する領域が少なくなり、導光板の一主面から出射される光に輝度ムラが発生することを減少させることができる。
【００１１】
その結果、液晶表示パネルの表示画面を鮮明にすることが可能な面状発光体を備えた液晶表示装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の液晶表示装置を構成する面状発光体の平面図、図２は本発明の液晶表示装置の断面図である。
【００１３】
本発明の液晶表示装置は、図２に示すように、大略的に面状発光体Ｌと液晶表示パネルＰとから構成され、前記面状発光体Ｌの一主面と、前記液晶表示パネルＰの一主面とが対向して配置されている。
【００１４】
本発明の液晶表示装置の支持母材となる面状発光体Ｌは、図１に示すように、アクリル樹脂等の透明材料からなり、互いに対向する一対の端面Ｌ１，Ｌ２を有する矩形状の導光板１と、該導光板１の一対の端面Ｌ１，Ｌ２に配置される複数の点光源２（以下、点光源全般を指すときは２と表記し、個別の点光源をさすときは、夫々２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄと表記する。）とから成り、前記点光源２は、前記一対の端面Ｌ１，Ｌ２に夫々配置されているとともに、点光源２は、その光軸が互いに略平行であり、且つ、各点光源２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの指向角を構成する一方の照射領域の境界線２ＡＬ，２ＢＬ，２ＣＬ，２ＤＬが、前記導光板１の一方端面Ｌ１に略直交するように位置する構成を有している。
【００１５】
尚、「点光源２は、その光軸が互いに略平行である」とは、導光板１の一主面において、いずれの点光源２によっても光軸上の点における輝度の５０％以上の輝度を有する光が照射されることのない領域（低照射領域）が生じない範囲で多少ずれても構わない場合を含む意味である。
【００１６】
また「点光源２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの指向角を構成する一方の照射領域の境界線２ＡＬ，２ＢＬ，２ＣＬ，２ＤＬが、前記導光板１の一方端面Ｌ１に略直交する」とは、上記と同様に、導光板１の一主面において、前記低照射領域が生じない範囲であって、従来対向していた二つの点光源、例えば２Ａと２Ｂ、或は２Ｃと２Ｄによる照射領域が、略矩形状を成すように配置されている状態を形成するようになすことを意味するものである。
【００１７】
そして上述の導光板１は、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ノルボルネン系樹脂、塩化ビニル樹脂等の熱可塑性透明樹脂や透明ガラスにより矩形状に形成されている。このような導光板１は、例えば５．７インチサイズの表示画面を有する液晶表示パネルに用いる場合には、点光源２の配列方向の長さが１００ｍｍ〜１３０ｍｍ、一方端面Ｌ１と他方端面Ｌ２との間の距離が４０ｍｍ〜９８ｍｍ、厚みが１ｍｍ〜６ｍｍのものが用いられる。
【００１８】
かかる導光板１は、点光源２からの光を内部に設けられた多数の溝（図示せず）により一主面側から出射させる作用を為しており、例えばアクリル樹脂を使用する場合、液状に成したアクリル樹脂を所定形状の金型に注入し成型することにより作成される。
【００１９】
また導光板１の内部に設けられる多数の溝は、各々が断面三角形状を成し、その深さが１μｍ〜７０μｍ、開口幅が１μｍ〜７０μｍに夫々設定されている。
【００２０】
また前記導光板１の一対の端面Ｌ１，Ｌ２に配置される発光ダイオード等の点光源２は、光軸を有し、該光軸近傍の光の輝度が最も高く、光軸から左右に広がるに従い輝度が低下する性質を有しており、点光源２から離間した光軸上の点と、該光軸の点と同一の距離を有する点であって、光軸上の点における輝度の５０％以上の輝度を有する点を含む範囲を照射領域、該照射領域の広がりの角度を指向角、該指向角を構成する２つの線を境界線と規定している。
【００２１】
そして、例えば指向角が６０°〜７５°の発光ダイオードを、５．７インチ用（点光源２の配列方向の長さが１２０ｍｍ程度、一方端面Ｌ１と他方端面Ｌ２との間の距離が９６ｍｍ程度）の液晶表示装置に用いた場合、前述した導光板１の一方の端面Ｌ１では、一方及び他方の端面Ｌ１，Ｌ２と略直交する導光板１の他の端面Ｌ３から０ｍｍ〜２ｍｍ、３８ｍｍ〜４２ｍｍ、７８ｍｍ〜８２ｍｍの位置に、他方端面Ｌ２では、同じく一方及び他方端面Ｌ１，Ｌ２と略直交する導光板１の他の端面Ｌ３から３８ｍｍ〜４２ｍｍ、７８ｍｍ〜８２ｍｍ、１１８ｍｍ〜１２０ｍｍの位置に光軸と前記導光板１の一方端面Ｌ１との成す角が、５２°〜６０°（９０°より小さい側の内角）となるようにそれぞれ配置される。
【００２２】
このように点光源２を配置することにより、一方端面の点光源２Ａ，２Ｃの照射領域と、他方端面の点光源２Ｂ，２Ｄの照射領域とが交錯する領域が少なくなり、導光板１の一主面から出射される光に輝度ムラが発生することを減少させることが可能な面状発光体Ｌを得ることができる。
【００２３】
その結果、液晶表示パネルＰの表示画面を鮮明にすることが可能な液晶表示装置が得られる。
【００２４】
また照射領域の交錯領域が少なくなることから各点光源２の照射領域の無駄が減少し、配置される該点光源２の個数を減ずることも可能となり、低電力化にも寄与することができる。
【００２５】
更に一方端面Ｌ１の一方の外側に配置された点光源２Ａの指向角を構成する一方の照射領域の境界線２ＡＬは、前記導光板１の一方端面Ｌ１と直交する他の端面Ｌ３と略一致させてもよく、これにより更に点光源２Ａの照射領域の無駄が減少することも可能となる。
【００２６】
そして、前記面状発光体Ｌの一主面と対向して設けられる液晶表示パネルＰは、外側の主面に偏光板１４や位相差板１３を、内側の主面にストライプ状に配列した複数の一方の透明電極５を形成した第１の基板３と、外側の主面に偏光板１４や位相差板１３を、内側の主面にストライプ状に配列した複数の他方の透明電極６及び配線パターン群７を形成した第２の基板４とを、双方の透明電極５，６が互いに直交するように、導電性粒子１０を含む矩形状のシール部９により囲繞された液晶層１１を介して貼り合わせるとともに、前記第２の基板４のシール部９の対向する一対の一辺部の少なくとも１辺の外側領域に、１群を成す駆動素子用接続端子群８を形成し、前記複数の一方の透明電極５を、シール部９に含有される導電性粒子１０、配線パターン群７の一部を介して、前記駆動素子用接続端子群８の一部に接続し、また前記複数の他方の透明電極６を配線パターン群７の他部を介して、前記駆動素子用接続端子群８の一部に接続した構造を有している。
【００２７】
この液晶表示装置の支持母体となる一対の基板３，４は、第１の基板３及び該第１の基板３よりも面積の大きな第２の基板４からなり、例えばソーダ石灰ガラス等のアルカリガラスや硼珪酸ガラス等の無アルカリガラスのような透明な電気絶縁材料により、３００μｍ〜１２００μｍの厚みに形成され、その外側の主面に位相差板１３や偏光板１４を、内側の主面にはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などからなるストライプ状の透明電極５，６や配向膜１２等が設けられている。
【００２８】
これら第１および第２の基板３，４は、一方および他方の透明電極５，６が平面視した状態で略直交するように内側主面同士を対向させて配置され、この透明電極５，６の対向領域でマトリクス状の表示部を形成するとともに、透明電極５，６や配向膜１２、位相差板１３や偏光板１４等を支持するとともに、両基板３，４の間隙に液晶層１１を充填するための所定の間隙を確保している。
【００２９】
尚、これら第１および第２の基板３，４は、例えば従来周知のフロート法、リドロー法等により作製された素板ガラスを表面研磨することにより算術平均粗さＲａで０．０５μｍ以下になした後、これを洗浄することにより作製される。
【００３０】
そして、前記一方および他方の透明電極５，６同士がほぼ直交するように配列され、該透明電極５，６に外部電源からの電力や信号を供給することにより、両基板の透明電極５，６同士が対向する領域で個々の画素領域に選択的に電圧を印加する機能を果たしている。
【００３１】
このような一方および他方の透明電極５，６は、上述の導電材料ＩＴＯを従来周知のスパッタリング法や蒸着法あるいはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によって基板３，４の一主面上に被着させるとともに、これを従来周知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を採用することによってストライプ状にパターニングすることにより作製される。
【００３２】
また、前記第１および第２の基板３，４を貼りあわせている矩形状を成すシール部９は、後述する液晶層１１を囲繞するように、例えば幅０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ程度、厚み０．００３ｍｍ〜０．０１ｍｍ程度に形成されている。
【００３３】
このシール部９は、例えばシリカやアクリル等の絶縁性樹脂に、平均粒径（直径）６μm〜９μmの導電性粒子、すなわちアクリル樹脂の表面に金メッキしたものや、アルミニウムや半田等の金属からなるものを含有させ、基板同士を貼り合わせた状態で圧着することにより、圧着方向に対してのみ導電性を持たせている。
【００３４】
そしてシール部９は、第１および第２の基板３，４を貼り合わせる役割や液晶層１１をシール部９が囲繞する領域の内側に封じ込める役割を担うとともに、その内部に含まれる導電性粒子１０により第１の基板３上の透明電極５と、第２の基板４上の配線パターン群７の一部とを電気的に接続する役割も担っている。
【００３５】
この第１の基板３上の透明電極５は、シール部９の中の導電性粒子１０及び第２の基板４上の配線パターン群７の一部を介して、前記第２の基板４の対向する一対の一辺部の少なくとも１辺に形成された１群を成す駆動素子用接続端子群８の一部に接続されている。
【００３６】
更に第２の基板４上の透明電極６は、配線パターン群７の他部を介して、前記駆動素子用接続端子群８の一部と接続されている。
【００３７】
尚、このような配線パターン群７は、例えば透明電極５，６と同じＩＴＯ、或はアルミニウムやクロムのような導電材料を従来周知のスパッタリング法や蒸着法あるいはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によって基板３，４の一主面上に被着させるとともに、これを従来周知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を採用することによってストライプ状にパターニングすることにより形成される。
【００３８】
そして、一対の基板３，４上には、一対の配向膜１２が透明電極５，６を被覆するように設けられ、かかる一対の配向膜１２間に液晶層１１が介在されている。
【００３９】
一対の配向膜１２は、各々が厚み０．０３μｍ〜０．１μｍのポリイミド樹脂から成り、その表面に一定方向に沿って溝が形成され、この溝の方向が一対の配向膜１２同士で適当な角度（例えば９０度〜２７０度）異なるように設定される。
【００４０】
尚、配向膜１２は、例えばポリイミド樹脂製の膜の表面を布などにより一定方向に沿ってラビングして溝を形成することにより作製される。
【００４１】
そして一対の基板３，４間に介在される液晶層１１は、例えばフェニルシクロヘキサン（ＰＣＨ）系、エステル系、ビフェニル系、ジオキサン系等の母材に、例えばＰ−エステル系やＰ−ビフェニル系（電圧特性調整のため）、エタン系（粘度調整のため）、三環系や四環系（温度特性調整のため）等を適宜配合したネマチック型液晶材料が用いられている。かかる液晶材料は配向膜１２表面の溝に沿って配列する性質を有しているため、配向膜１２間に介在される液晶層１１は液晶分子が螺旋状にツイスト配列した構造となる。
【００４２】
一方、各基板３，４の他主面側に両面テープ１５等により貼着される位相差板１３は、直線偏光として入射された光を円偏光に変換し、これを液晶層１１に対して透過させるとともに、前記円偏光を再び直線偏光に変換して直線偏光を偏光板に透過させることにより、液晶表示装置の表示部の輝度を高める機能を果たしている。
【００４３】
かかる位相差板１３はポリカーボネート系、アモルファスポレオレフィン系等の材料から成る厚み４０μｍ〜１００μｍのフィルムが好適に使用される。
【００４４】
また上述の位相差板１３の更に外側に設けられる偏光板１４は、例えばトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム（厚み７０μｍ〜９０μｍ）、ヨウ素配向膜、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルム（厚み１５μｍ〜２５μｍ）、ＴＡＣフィルム（厚み７０μｍ〜９０μｍ）、ポリカーボネ−ド（ＰＣ）フィルム（厚み８０μｍ〜１００μｍ）を順次積層したものが用いられ、前記面状発光体より入射する光のうち、一定方向の偏光成分（直線偏光）のみを透過させる機能を有している。
【００４５】
かくして上述した液晶表示装置は、面状発光体Ｌの導光板１の一主面から出射した輝度ムラの少ない光を、偏光板１４及び位相差板１３を介して液晶層１１内に入射させながら、該液晶層１１に選択的に電圧を印加するとともに、該印加電圧によって液晶層１１内の分子配列を画素領域ごとに可変させ、液晶層１１を通過する光の割合を制御することにより画像表示が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の液晶表示装置を構成する面状発光体の平面図である。
【図２】本発明の液晶表示装置の断面図である。
【図３】従来の液晶表示装置を構成する面状発光体の平面図である。
【符号の説明】
【００４７】
Ｌ・・・面状発光体
Ｐ・・・液晶表示パネル
１・・・導光板
Ｌ１・・・導光板の一方の端面
Ｌ２・・・導光板の他方の端面
Ｌ３・・・一方及び他方の端面と略直交する導光板の他の端面
２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ）・・・点光源
２ＡＬ，２ＢＬ，２ＣＬ，２ＤＬ・・・各点光源の指向角を構成する一方の照射領域の境界線
３・・・第１の基板
４・・・第２の基板
５・・・一方の透明電極
６・・・他方の透明電極
７・・・配線パターン群
８・・・駆動素子用接続端子群
９・・・シール部
１０・・・導電性粒子
１１・・・液晶層
１２・・・配向膜
１３・・・位相差板
１４・・・偏光板
１５・・・両面テープ
【図１】
2005099531.tif 000003
【図２】
2005099531.tif 000004
【図３】
2005099531.tif 000005