(57)【要約】【課題】コントラストとＮＴＳＣ比に優れた表示が可能な液晶表示装置を得る。【解決手段】パネル１０の、バックライトユニット２０に面する側の位相差板３ａと偏光板４ａとを接着する接着材５ａの中に、その偏光板４ａと同じ屈折率の拡散剤５ｂを混入し、その接着材５ａの層を拡散層５とする。バックライトユニット２０からパネル１０に入射した光は、液晶層１に入射する前にその拡散層５を通過するので、輝度ムラの抑制された画像を得る。それとともに、拡散層５が光の通路上、偏光板４ａの下流側にあるので、この偏光板４ａによって、バックライトユニット２０側への反射や後方散乱が阻止され、コントラストやＮＴＳＣ比（色再現性）の低下がない。【選択図】図１
2007240565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層を挟持した一対の対向基板それぞれの液晶層とは反対側の面に位相差板と偏光板とがこの順で接着材で接着されて積層された液晶表示パネルと、その表示面とする側とは反対側にバックライトユニットとを備え、そのバックライトユニットと前記偏光板との間に拡散シートが配設された液晶表示装置において、
前記拡散シートを廃止して、バックライトユニットに面する側の位相差板と偏光板とを接着する前記接着材の中に、その偏光板と同じ屈折率を有する拡散剤を混入し、その接着材の層を拡散層としたことを特徴とするシングルパネル型の液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
上記バックライトユニットが、板面を上記液晶パネルのパネル面に平行に配設された導光板と、その導光板の周面に配設された光源と、その導光板のパネルに面する側に配設された一枚のプリズムシートと、そのプリズムシートが配設された面とは反対側の面に反射シートとを有し、そのプリズムシートは、そのプリズム面を導光板側に向けているとともに、前記導光板には、そのプリズムシートと対向する側の面に、プリズムシートのプリズム形状の稜線に直交する方向の溝が複数形成されていることを特徴とするシングルパネル型の液晶表示装置。
【請求項３】
液晶層を挟持した一対の対向基板それぞれの液晶層とは反対側の面に位相差板と偏光板とがこの順で積層された液晶表示パネルを二つ、それぞれの表示面とする側とは反対側の面同士を対向させて配置し、その表示面とする側とは反対側の位相差板と偏光板とが、その偏光板と同じ屈折率を有する拡散剤が混入された接着材で接着されており、それら二つの液晶パネルの間にバックライトユニットが挿嵌配置されたツインパネル型の液晶表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液晶表示装置において、
上記バックライトユニットが、板面を上記液晶パネルのパネル面に平行に配設された導光板と、その導光板の周面に配設された光源と、その導光板の両面のそれぞれに一枚づつ配設されたプリズムシートとを有し、各プリズムシートは、そのプリズム面を導光板に向けているとともに、前記導光板には、その両面に、プリズムシートの稜線に直交する方向の溝が複数形成されていることを特徴とするツインパネル型の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バックライトを備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、その薄型、軽量の装置構造を始め、低消費電力等、従来主流であったＣＲＴ（ブラウン管）表示装置にはなかった大きな利点を有しているので、ＣＲＴに取って代わって、テレビやパーソナルコンピュータなどの表示装置の主流になっている。
【０００３】
しかしながら、液晶表示装置の液晶表示パネル（以降、単に表示パネルあるいはパネルともいう）の液晶は、それ自体が発光するものではないので、暗所ではそのままでは使用できるものではなく、パネルの背後にバックライトを付設した形で初めて表示装置として成り立つものである。
【０００４】
このように、液晶表示装置はバックライトを必要とすることから、液晶表示装置全体としての機能評価については、このバックライトの機能、すなわち、高輝度化が大きな課題の一つとなってくる。その高輝度化を実現するための一従来例が下記の公知文献（特許文献１）に記載されている。
【特許文献１】特開平９−１８９９０８号公報（第１図）
【０００５】
この液晶表示装置は、液晶表示パネルと、その背後に設けられたバックライトユニットとから成る透過型の液晶表示装置である。
【０００６】
バックライトユニットは、端面からの光を面方向に導く導光板と、この導光板の前記端面に対向させて配置された発光体と、前記導光板の表面に設けられた光学シートとを備えている。
【０００７】
導光板は、例えば、アクリル樹脂等から成る矩形の透明板であり、周面に付設された発光体から出射された光が導光板内を進んで、導光板の一方の面に設けられた反射シートで全反射されて他方の面の側に配設された光学シートに入射する。また、反射シートで反射されず、導光板内を進んで直接光学シートに入射するものもある。
【０００８】
光学シートは、その裏面からの入射光を表面側に導く多くのドット状の導光部を微小ピッチで設けたものであり、その導光部は、導光板とほぼ同じ光の屈折率を有する樹脂から成っており、屈折率の異なる別の結合樹脂で結合されている。
【０００９】
この光学シートを設けているのは、導光板から出射した光に指向性を付与するためである。導光板を出射して光学シートに入射した光は、前記ドット状導光部に入射するが、導光板およびドット状導光部と、その間の接着材の屈折率がほぼ同じであるので、導光板とドット状導光部とが光学的に連続しており、導光板に導かれて来た光は、導光板とドット状導光部との間で屈折や反射を起こすことなく、効率良くドット状導光部に入射し、このドット状導光部によって、液晶パネルのパネル面に垂直な方向に向かうように整えられる。こうして、光学シートに入射した光は、広がり角の小さい、すなわち指向性の強い光となって、パネル側に出射され、高輝度な表示を得ることができる。
【００１０】
しかしながら、そのような指向性の高い光を、そのままで表示パネルを通過させたのでは、高輝度であっても、輝度ムラのある表示となる。そこで、上記特許文献１に開示された表示装置では、そのパネルのバックライトユニットに面する側に拡散シートを設けて、その拡散シートによって、正面輝度の高い光をパネル面全面に亘って均一に広がるようにしているのである。そのことにより、表示パネルの表示面側では、高輝度でありながら、輝度ムラの少ない表示を得ることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記液晶表示装置は、その構成により、バックライトユニットから照射される光の指向性の高い、すなわち、高輝度の、それでいて表示ムラの抑制された表示が視認されるが、それでもなお、前記拡散シート内でバックライトユニット側への反射や後方散乱等のロスが発生する余地がある。
【００１２】
このバックライトユニット側への反射や後方散乱などがあると、コントラストが低下したり、また、黒い映像に白色が混ざったりしてＮＴＳＣ比（色再現性）が低下したりする。
【００１３】
そこで、本発明は、液晶表示装置において、バックライトユニットから液晶パネルの液晶層に進む光のロスの低減を図ることを課題とし、それによってコントラストの低下やＮＴＳＣ比（色再現性）の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明は、液晶層を挟持した一対の対向基板それぞれの液晶層とは反対側の面に位相差板と偏光板とがこの順で接着材で接着されて積層された液晶表示パネルと、その表示面とする側とは反対側にバックライトユニットとを備え、そのバックライトユニットと前記偏光板との間に拡散シートが配設された液晶表示装置において、前記拡散シートを廃止して、バックライトユニットに面する側の位相差板と偏光板とを接着する前記接着材の中に、その偏光板と同じ屈折率を有する拡散剤を混入し、その接着材の層を拡散層とした構成を採用したのである。
【００１５】
この構成によれば、前記拡散層が拡散シートの役割を果たして光の拡散作用を成し、バックライトユニットからパネル側に入射する光が、液晶層に入射する前に、その拡散層によってパネルの全面に亘って満遍なく広がるようになるが、それとともに、その拡散層の上流側に偏光板が存在するので、この「偏光板」によって、拡散層におけるバックライト側への反射や後方散乱などのロスを防ぐことができる。
【００１６】
上記構成において、上記バックライトユニットが、板面を上記液晶パネルのパネル面に平行に配設された導光板と、その導光板の周面に配設された光源と、その導光板のパネルに面する側に配設された一枚のプリズムシートと、そのプリズムシートが配設された面とは反対側の面に反射シートとを有し、そのプリズムシートは、そのプリズム面を導光板側に向けているとともに、前記導光板には、そのプリズムシートと対向する側の面に、プリズムシートのプリズム形状の稜線に直交する方向の溝が複数形成されている構成を採用することもできる。
【００１７】
この構成によれば、バックライトユニットには拡散層がないので、導光板から出射された光は、プリズムシートのプリズム形状の稜線と導光板の溝とによって、パネル面に垂直な方向に強い指向性が付与されるようになる。
【００１８】
また、上記構成を応用して、その構成と同じ作用を成すツインパネル型の液晶表示装置を得ることができる。すなわち、液晶層を挟持した一対の対向基板それぞれの液晶層とは反対側の面に位相差板と偏光板とがこの順で積層された液晶表示パネルを二つ、それぞれの表示面とする側とは反対側の面同士を対向させて配置し、その表示面とする側とは反対側の位相差板と偏光板とが、その偏光板と同じ屈折率を有する拡散剤が混入された接着材とで接着されており、それら二つの液晶パネルの間にバックライトユニットが挿嵌配置された構成となる。この場合も、その拡散剤が混入された接着材の層が拡散層となる。
【００１９】
その際、上記バックライトユニットが、板面を上記液晶パネルのパネル面に平行に配設された導光板と、その導光板の周面に配設された光源と、その導光板の両面のそれぞれに一枚づつ配設されたプリズムシートとを有し、各プリズムシートは、そのプリズム面を導光板に向けているとともに、前記導光板には、その両面に、プリズムシートの稜線に直交する方向の溝が複数形成されている構成を採ることができ、そのようにすれば、バックライトユニットから出射されてパネルに入射する光は、パネル面上、均一に、パネル面に垂直な方向に強い指向性を有したものとなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の表示装置では、先ず、バックライトユニットからパネルに入射した光が、パネルの液晶層に入射する前に、位相差板と偏光板の間の拡散層（拡散剤が混入された接着材の層）を通過するので、この拡散層により、輝度ムラの抑制された品位の高い画像を得ることができる。
【００２１】
そして、本発明の特徴として、光の通路上、拡散層の上流に偏光板が存在するので、その偏光板によって、拡散層で拡散した光がバックライトユニット側に反射したり、後方散乱したりすることが阻止される。従って、コントラストやＮＴＳＣ比（色再現性）の低下のない、表示品位の良好な画像を得ることができる。
【００２２】
このようなことは、シングルパネル型の液晶表示装置のみならず、次の実施形態にも示したようなツインパネル型の液晶表示装置にも応用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は本実施形態の液晶表示装置の断面構造を模式的に示したものである。図の左側は、液晶表示パネル１０（以下、単に、表示パネル１０またはパネル１０ともいう）とバックライトユニット２０の全体構成を示したものであり、図の右側はその液晶表示パネル１０の積層構造の一部を部分的に拡大して示したものである。
【００２４】
先ず、図１の左側に示すように、この液晶表示装置は、表示パネル１０の背面（表示面とする側とは反対側の面であって、図では下側となっている）にバックライトユニット２０を擁した透過型の液晶表示装置である。
【００２５】
その内、バックライトユニット２０は、表示パネル１０に対向する側に一枚のプリズムシート１１と導光板１２、および反射シート１３とがこの順に積層されて配設されている。導光板１２は、例えば、アクリル樹脂などで形成された透明の矩形の板体であり、その四つの周面の一つに発光ダイオード１４が光源として付設されている。
【００２６】
プリズムシート１１は、そのプリズム面を導光板１２の側に向け、拡散面を液晶表示パネル側に向けて導光板１２に積層されている。プリズム面は、プリズムの稜線が矩形の導光板１２の一辺に平行になるように配設されている。他方、導光板１２の、そのプリズムシート１１に対向する面には、プリズムシート１１の稜線に直交する方向の溝１５が複数形成されている。
【００２７】
すなわち、一枚のプリズムシート１１のプリズム形状の稜線と、それに直交する方向の導光板１２の表面の溝１５とで、導光板１２からプリズムシート１１を通過してパネル側に出射する光の全てが、パネル面に対して垂直に照射されるようにしているのである。その垂直方向に整えられる様子を図２に模式的に示す。（ａ）はその概略の様子を示し、（ｂ）はその一部を拡大して詳細に示したものである。
【００２８】
図２（ａ）に示したように、光源である発光ダイオード１４から出射して導光板１２に入射した光Ｌは反射シート１３で反射して、あるいは直接、プリズムシート１１側に向かって進み、導光板１２を出射してプリズムシート１１のプリズム面のプリズム形状に到達すると、そのプリズム形状でもって、パネル面に垂直な方向の指向性を付与され、その方向に進んで行く。
【００２９】
光Ｌがこのような指向性を得るのは、（ｂ）に示したように、プリズムシート１１は、その断面三角形状の一方の斜面１１ａが全反射の条件を満たすような曲面に形成されており、光が他方の直線の傾斜面１１ｂで屈折してプリズム内に入射した際、異なった角度で入射しても、その曲面（１１ａ）で反射されると、全てパネル面に垂直に向かうように偏光されるからである。
【００３０】
こうして、導光板１２の表面を出射した光Ｌは、プリズムシート１１を通過した後、パネル面に対して垂直な方向の指向性を付与されてパネル面に照射される。
【００３１】
一方、そのバックライトユニット２０の図１の上側に配設された表示パネル１０は、液晶層１を挟持して図の上下方向に対向する対向基板２ａ、２ｂを有し、両対向基板２ａ、２ｂそれぞれの液晶層１とは反対側の面には位相差板３ａ、３ｂと偏光板４ａ、４ｂとがこの順に積層されている。
【００３２】
対向基板２ａ、２ｂは透明ガラスで形成されているが、ガラスに限らず、透明であれば、樹脂板でもよい。そして、図の下側の、すなわちバックライトユニット２０側の対向基板２ａ周りの構成が本発明の特徴的な部分であり、図の右側には、その特徴的な部分を抜き出して、部分拡大図で示している。
【００３３】
図に示すように、その対向基板２ａに配設されている位相差板３ａと偏光板４ａとは接着材５ａで接着されているが、この接着材５ａには、偏光板４ａと同じ屈折率を有する拡散剤５ｂが混入されている。すなわち、この接着材５ａの層が本発明の拡散層５となっている。
【００３４】
そして、この位相差板３ａと偏光板４ａとが一体化されたものが、位相差板３ａの側で表示パネル１０の対向基板２ａに接着材６で接着されているが、この位相差板３ａと対向基板２ａとを接着させる接着材６には拡散剤は混入されておらず、純粋な接着材成分のみである。
【００３５】
また、パネル１０の表示側の対向基板２ｂの側に積層されている位相差板３ｂと偏光板４ｂについても、その位相差板３ｂと偏光板４ｂとを接着する接着材には、先述のバックライトユニット側の位相差板３ａと偏光板４ａとを接着する接着材５ａのように、その中に拡散剤５ｂを含ませているのではなく、純粋な接着材のみである。
【００３６】
さらに、そのようにして一体化された位相差板３ｂと偏光板４ｂとを対向基板２ｂに接着している接着材も純粋な接着材である。以上が本実施形態の液晶表示装置の構成である。次にその作用を説明する。
【００３７】
先ず、光源の発光ダイオード１４から光が発せられると、その光は、反射シート１３で全反射して、導光板１２内を、その出射面、すなわちプリズムシート１１側に向かって進行する。そして導光板１２から出射してプリズムシート１１に達した光は、プリズムシート１１のプリズム面のプリズム形状と、その稜線に直交する、導光板１２表面の複数の溝１５とによって、パネル１０に対して垂直方向に整えられる。こうして、正面輝度の高くなった光が表示パネル１０に照射される。
【００３８】
表示パネル１０に照射された光は、先ず、偏光板４ａを通過し、偏光板４ａと位相差板３ａとを接着する前記拡散層５に入射し、その拡散層５に混入された拡散剤５ｂによってパネル面に均一に拡散される。その際、その拡散剤５ｂと偏光板４ａとは同じ屈折率を有しているので、光学的に連続しており、偏光板４ａと拡散層５との境界で屈折や反射を起こすことなく、偏光板４ａから拡散層５にスムーズに入射する。
【００３９】
こうして、この拡散層５において、正面輝度の高い光はパネル面内に均一に拡散され、輝度ムラが抑制された状態で、位相差板３ａと対向基板２ａを経て液晶層１に入射する。
【００４０】
その際、先述したように、拡散層５が光の通路上、偏光板４ａに対して下流側にあるので、この拡散層５で光が拡散しても、バックライトユニット２０側に反射したり、後方散乱したりすることがない。
【００４１】
従って、光が、その拡散層５を経て、液晶層１に入射し、表示側の対向基板２ｂ、位相差板３ｂ、偏光板４ｂを経て視認された画像は、コントラストやＮＴＳＣ比に優れ、高い正面輝度ながら、表示ムラの無い、品位の高いものとなる。
【００４２】
以上が、本実施形態の液晶表示装置の構成とその作用であり、一つの液晶表示パネル１０とその背面に一つのバックライトユニット２０を備えたシングルパネル型のものを紹介したが、本発明の構成はシングルパネル型のものに限らず、二つの液晶表示パネル１０、１０を擁したツインパネル型のものにも適用できる。以下、そのツインパネル型の液晶表示装置について説明する。そのツインパネル型の液晶表示装置を、図１と同じ様に、図３に断面図で模式的に示す。
【００４３】
図３に示すように、この場合は上記と同じ構成の表示パネル１０を二つ、そのバックライトユニット２０’に面する側の面で対向させ、その二つの表示パネル１０、１０の間にバックライトユニット２０’を挿嵌配置した形となっている。ただし、バックライトユニット２０’の構成が異なる。
【００４４】
すなわち、ツインパネル型のバックライトユニット２０’は、二つの表示パネル１０、１０に対する図３のような配設形態の下、その二つの表示パネル１０、１０に光を送るため、シングルパネルの場合のように導光板１２’の片面に反射シート１３を設けたものではなく、その反射シート１３が廃止され、その構成に替えて、導光板１２’の両面にプリズムシート１１を設けた形を採る。
【００４５】
この場合も、プリズムシート１１のプリーズ面は導光板１２’と面着する側に向けられている。また、導光板１２’の両面には、それぞれ、対向配置されたプリズムシート１１の稜線に直交する方向の溝１５が形成されている。これらプリズムシート１１および導光板１２’の表面に形成された溝１５の作用はシングルパネルの場合と同様であるので、再度の説明は省略する。
【００４６】
そして、本発明を適用したこのツインパネル型の液晶表示装置においても、表示パネル１０側の偏光板４ａと位相差板３ａとを接着する接着材５ａの層に拡散剤５ｂを混入させて形成した拡散層５により、コントラストとＮＴＳＣ比（色再現性）に優れた品位の高い表示を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
この発明は、バックライトを備えた液晶表示装置一般に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】は、本発明の実施形態の模式断面図である。
【図２】は、（ａ）に、指向性が付与される様子の概略を模式的に示し、（ｂ）に（ａ）の部分拡大図を示したものである。
【図３】は、本発明を適用したツインパネル型の液晶表示装置である。
【符号の説明】
【００４９】
１    液晶層
２ａ、２ｂ    対向基板（ガラス基板）
３ａ、３ｂ    位相差板
４ａ、４ｂ    偏光板
５    拡散層
５ａ    接着材
５ｂ    拡散剤
６    （純粋な接着材のみの）接着層
１０    液晶表示パネル
１１    プリズムシート
１２、１２’    導光板
１３    反射シート
１４    発光ダイオード
１５    溝
２０、２０’    バックライトユニット
Ｌ    光
【図１】
2007240565.tif 000003
【図２】
2007240565.tif 000004
【図３】
2007240565.tif 000005