(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルと、
この液晶パネルの前面に配され、かつ光源から内部に入射した光を上記液晶パネルに向けて出射させるように少なくとも片面が凹凸状に形成された透明な導光板と、
上記液晶パネルの後面に配され、かつ上記導光板から上記液晶パネルを通過してきた光を上記液晶パネルおよび上記導光板に向けて反射する反射板とを備えた液晶表示装置であって、
上記導光板のうち上記凹凸状とされた面は、上記液晶パネルと対向しており、
上記導光板の凹凸状の表面の一部に、外光および／または光源からの光を吸収するための吸収層が形成されたことを特徴とする、液晶表示装置。
【請求項２】
上記導光板の表面は、傾斜の向き、傾斜角、および傾斜面積が相違する２種類の傾斜面を有する側面視三角形状の複数の凸部が一定方向に連続して形成されており、
上記吸収層は、上記２種類の傾斜面のうち傾斜面積が小である傾斜面に形成された、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
上記吸収層は、黒色塗料が塗布されて形成された、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
液晶パネルと、
この液晶パネルの前面に配され、かつ光源から内部に入射した光を上記液晶パネルに向けて出射させるように少なくとも片面が凹凸状に形成された透明な導光板と、
上記液晶パネルの後面に配され、かつ上記導光板から上記液晶パネルを通過してきた光を上記液晶パネルおよび上記導光板に向けて反射する反射板とを備えた液晶表示装置であって、
上記凹凸状とされた片面は、複数の突起が形成された面であり、
上記突起の周側面に、外光および／または光源からの光を吸収するための吸収層が形成され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】
本願発明は、フロントライト方式を採用した反射型の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、液晶表示装置においては、バックライトを有する半透過型の液晶表示装置があり、液晶パネルの後面に配されたバックライトからの光が半透過反射板を透過してから液晶パネルに入射するように構成されている。
【０００３】
また、近年では、フロントライトを有する反射型の液晶表示装置が提案されている。図６は、上記フロントライトを有する反射型の液晶表示装置の一例を示す図である。この液晶表示装置Ｄｃは、一対の透明基板３０ａ，３０ｂの間に液晶Ｃを封入した液晶パネル３１が設けられ、この液晶パネル３１の前面（同図における上面）には、導光板３２と偏光板３３ａとが重ねて設けられている。また、液晶パネル３１の後面には、偏光板３３ｂと反射板３４とが重ねて設けられている。
【０００４】
導光板３２は、透明な略平板状とされ、その片面には複数の凸部３５が形成されている。各凸部３５は、傾斜の向きおよび傾斜角が相違する２種類の傾斜面３５ａ，３５ｂを有する側面視三角形状とされ、一定方向に連続し、かつ導光板３２の奥行き方向に延びた形態を有している。そして、導光板３２の側方には、点状光源からなる光源３６が設けられている。
【０００５】
この液晶表示装置によると、光源３６を点灯駆動させた場合には、この光源３６からの光は導光板３２の内部を進行し、導光板３２の内表面において全反射されて、特に導光板３２の各凸部３５の内表面で反射し、光が下向きに出射して、偏光板３３ａおよび液晶パネル３１に照射される。液晶パネル３１を透過した光は、その後、偏光板３３ｂを透過してから反射板３４によって上方へ反射され、偏光板３３ｂ、液晶パネル３１および偏光板３３ａを再度透過してから導光板３２を透過する。そして、導光板３２を透過した光は、液晶表示装置Ｄｃの前面に出射される。
【０００６】
一方、光源３６を点灯駆動させることなく、太陽光や室内照明等からなる外光が入射される場合には、外光が導光板３２、偏光板３３ａ、液晶パネル３１および偏光板３３ｂを順次下向きに透過した後、反射板３４によって上向きに反射されることにより、その光が上記各部を上記とは逆に透過して液晶表示装置Ｄｃの前面に出射する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような導光板３２の表面に凸部３５が形成された液晶表示装置Ｄｃにおいて、使用者がその液晶パネル３１を視認する方向によっては、視認性が阻害されることがある。すなわち、たとえば使用者が図６における右斜め上方向（矢印Ｃ参照）から液晶パネル３１を視認した場合、外光が入射すると、導光板３２に入射した外光の一部は、傾斜面３５ｂにおいて反射しさらに傾斜面３５ａにおいて反射することにより、その反射した光が使用者の視認する視線の方向に進むことになる。また、光源３６を駆動すると、光源３６からの光が導光板３２に入光し導光板３２内で全反射され、それらの光のうち傾斜面３５ｂに対して直交方向に照射した光は、傾斜面３５ｂで全反射されることなく導光板３２の外部に出射し、使用者の視認する方向に進むことがある。そのため、液晶パネル３１におけるコントラストが低下し、視認性を阻害することになる。このような不具合は、上記した導光板３２の表面に凸部３５が形成された液晶表示装置Ｄｃに特有な現象である。
【０００８】
【発明の開示】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、使用者が液晶パネル上の画像を視認する際に、コントラストの向上を図って画像を良好に視認することのできる液晶表示装置を提供することを、その課題とする。
【０００９】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１０】
本願発明の第１の側面によって提供される液晶表示装置によれば、液晶パネルと、この液晶パネルの前面に配され、かつ光源から内部に入射した光を液晶パネルに向けて出射させるように少なくとも片面が凹凸状に形成された透明な導光板と、液晶パネルの後面に配され、かつ導光板から液晶パネルを通過してきた光を液晶パネルおよび導光板に向けて反射する反射板とを備えた液晶表示装置であって、上記導光板のうち上記凹凸状とされた面は、上記液晶パネルと対向しており、導光板の凹凸状の表面の一部に、外光および／または光源からの光を吸収するための吸収層が形成されたことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、導光板の表面の一部に、外光および／または光源からの光を吸収するための吸収層が形成されているので、導光板に入射される外光あるいは光源からの光のうち、吸収層に到達した光は、この吸収層によって吸収され反射することはない。そのため、従来では、使用者が視認する方向によっては、上記吸収層が存在しないために光が反射しコントラストが低下していたが、上記吸収層によって、コントラストの低下を抑制することができる。したがって、この液晶表示装置の表示品位を向上させることができる。
【００１２】
本願発明の好ましい実施の形態によれば、導光板の表面は、傾斜の向き、傾斜角、および傾斜面積が相違する２種類の傾斜面を有する側面視三角形状の複数の凸部が一定方向に連続して形成されており、吸収層は、２種類の傾斜面のうち傾斜面積が小である傾斜面に形成されている。上記のように、傾斜面積が小である傾斜面、たとえば傾斜面積の大の傾斜面に比べ、ごく微小な面積しか有しない傾斜面に吸収層が形成されれば、使用者が液晶パネルを視認する上で影響がないので、液晶パネル上の画像を支障なく視認することができる。
【００１３】
本願発明の他の好ましい実施の形態によれば、上記吸収層は、黒色塗料が塗布されて形成されている。このように、吸収層が黒色になるように形成されておれば、光の吸収効果をより高めることができる。
【００１４】
本願発明の第２の側面によって提供される液晶表示装置によれば、液晶パネルと、この液晶パネルの前面に配され、かつ光源から内部に入射した光を上記液晶パネルに向けて出射させるように少なくとも片面が凹凸状に形成された透明な導光板と、上記液晶パネルの後面に配され、かつ上記導光板から上記液晶パネルを通過してきた光を上記液晶パネルおよび上記導光板に向けて反射する反射板とを備えた液晶表示装置であって、上記凹凸状とされた片面は、複数の突起が形成された面であり、上記突起の周側面に、外光および／または光源からの光を吸収するための吸収層が形成されたことを特徴としている。この構成によれば、コントラストの低下を抑制することが可能であり、この液晶表示装置の表示品位を向上させることができる。また、上記複数の突起は、上記導光板の隅々まで点在させることが可能であるとともに、その上記周側面に上記吸収層が形成されている。したがって、あらゆる方向から入射される外光を吸収できる可能性が高くなるので、上記液晶表示装置の視認性をより高めることができる。
【００１５】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。
【００１７】
図１は、液晶表示装置の参考例を示す断面図である。この液晶表示装置Ｄは、いわゆるフロントライト方式を採用したものであって、液晶パネル１と、液晶パネル１の前面（同図では上面）に設けられた偏光板４ａと、偏光板４ａの前面に設けられた導光板２と、この導光板２に光を入射させる光源３と、液晶パネル１の後面に設けられた偏光板４ｂと、偏光板４ｂのさらに後面に設けられた反射板５とを備えて構成されている。
【００１８】
液晶パネル１は、ガラス製の一対の透明基板６ａ，６ｂおよびシール部材７によって囲まれた領域に液晶Ｃを封入したものである。液晶パネル１は、たとえばカラー表示が可能なように構成され、上記透明基板６ａには、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色のカラーフィルタ８（８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ）がマトリクス状に設けられているとともに、それらのカラーフィルタ８同士の間にはブラックマトリクス９が設けられている。
【００１９】
また、透明基板６ａ，６ｂには、液晶分子にねじれを与えるための配向膜１１ａ，１１ｂ、および透明電極１２ａ，１２ｂがそれぞれ設けられている。この液晶パネル１では、たとえば、アクティブマトリクス駆動方式が採用されており、１つの液晶セルには、この液晶セルに印加される電圧を保持するための図示しない薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が配されている。
【００２０】
導光板２は、透明な略平板状であり、その材質は、透明度に優れたポリカーボネート、あるいはＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル（メタクリル樹脂））が好適に用いられている。本参考例においては、導光板２の各部の厚みを略均一にしているが、たとえば光源３から遠ざかるに連れてその厚みが薄くなるようにしてもかまわない。
【００２１】
この導光板２は、その裏面（下面）が滑らかな平面状であるのに対し、その表面（上面）は凹凸状とされている。より具体的には、図２に示すように、この導光板２の表面は、傾斜の向き、傾斜角、および傾斜面積が相違する２種類の傾斜面１６ａ，１６ｂを有する側面視三角形状の複数の凸部１６が一定方向に連続して形成された凹凸状とされている。各凸部１６は、導光板２の奥行き方向（矢印Ａ方向）に一様に延びており、複数の凸部１６のピッチは、たとえば百数十μｍ程度に設定されている。
【００２２】
各凸部１６の一方の傾斜面１６ａは、図１における略左斜め上方向に対向するように形成されており、他方の傾斜面１６ｂは、図１における略右斜め上方向に対向するように形成されている。また、一方の傾斜面１６ａの傾斜角θa （同図参照）は、他方の傾斜面１６ｂの傾斜角θb （同図参照）に比べ、小とされている。さらに、一方の傾斜面１６ａは、他方の傾斜面１６ｂに比べ、その傾斜面積が大とされている。
【００２３】
ここで、上記凸部１６の傾斜面１６ａにおける傾斜の向きおよび傾斜角θa は、液晶パネル１における使用者の有効視野角の範囲において適正なコントラストが得られるように、設定されている。上記有効視野角とは、使用者が液晶パネル１を視認する際に、良好に視認することのできる角度をいう。
【００２４】
通常、液晶表示装置では、液晶分子の長軸方向と短軸方向とで光の屈折率が異なるため、液晶パネル１をほぼ正面から視認する場合に比べ、液晶パネル１を斜めの方向から視認する場合、液晶パネル１におけるコントラストが低下する。すなわち、液晶表示装置では、上記した有効視野角といった特性があり、本参考例では、使用者が、上記有効視野角の範囲内の所定方向から液晶パネル１を視認すれば、適性なコントラストが得られるように、上記傾斜面１６ａの傾斜の向きおよび傾斜角が設定されている。具体的には、傾斜面１６ａの傾斜角度は、たとえば１〜１０°の範囲に設定され、傾斜の向きは、上述したように図１における略左斜め上方向に対向するように形成されている。このように、傾斜面１６ａの傾斜角が使用者の有効視野角の範囲を考慮されて設定されているため、使用者は、適正なコントラストが得られる状態で、液晶パネル１を視認することができる。
【００２５】
なお、上記凸部１６は、一方の傾斜面１６ａが他方の傾斜面１６ｂに比べ、傾斜面積が小に、かつ傾斜角が大になるように形成されてもよく、この場合は、一方の傾斜面１６ａに吸収層１９が形成される。また、上記凸部１６は、導光板２の奥行き方向（図２の矢印Ａ方向）に傾斜するように形成されてもよい。
【００２６】
光源３は、ＬＥＤ光源等のいわゆる点状光源からなり、導光板２の奥行き方向に延びる一側面１７ａに隣接して適宜数設けられている。なお、このＬＥＤ光源に代わり、導光板２の一側面１７ａに沿って延びる冷陰極管等を用いるようにしてもよい。
【００２７】
このような光源３と導光板２とを組み合わせることにより、光源３を点灯駆動させると、この光源３から発せられた光は、導光板２の一側面１７ａを介して導光板２に入射した後、この導光板２の表裏面による全反射を繰り返しながらこの導光板２の内部を他側面１７ｂに向けて順次進行していくようになっている。導光板２内を進行する光が導光板２の表面の傾斜面１６ａに到達した場合、この傾斜面１６ａが所定方向に傾斜している分だけこの傾斜面１６ａに対する光の入射角が小さくなる。そのため、その入射角が導光板２の屈折率によって定まる所定の全反射臨界角よりも小さくなる可能性が高くなる。したがって、傾斜面１６ａによって全反射される光の割合を多くすることができ、導光板２の表面の各所から上方に向けて光が出射することを抑制することができる。
【００２８】
ここで、この参考例の特徴は、上記導光板２の表面の一部に、外光および／または光源３からの光を吸収するための吸収層１９が形成されたことにある。より具体的には、図２に示すように、導光板２の凹凸状にされた前面において、傾斜面積が一方の傾斜面１６ａに比べ小さい他方の傾斜面１６ｂに、導光板２の奥行き方向に延びて黒色塗料が塗布されて吸収層１９が形成されている。
【００２９】
この構成により、上記傾斜面１６ｂに形成された吸収層１９に光が到達すると、到達した光は、この吸収層１９によって反射されず吸収される。そのため、従来のように、傾斜面１６ｂで反射した外光が液晶パネル１を視認する使用者の視線の方向に出射されにくくなり、液晶パネル１におけるコントラストの低下を抑制することができる。したがって、この液晶表示装置Ｄの表示品位を向上させることができる。
【００３０】
上記黒色塗料としては、たとえばカーボンブラック、鉄黒、チタンブラック等の無機顔料や有機顔料等が好適に用いられ、上記吸収層１９は、これらを適当な有機溶媒または樹脂等に溶かし塗布した後、乾燥させることにより形成される。なお、黒色塗料としては、上記した顔料に限定されるものではなく、色も黒色に限るものではない。要は、入射してくる光を吸収できるものであればよい。また、黒色塗料を塗布する方法に代わり、レーザを用いレーザビームを強度変調させることにより傾斜面１６ｂを黒化する方法を採用するようにしてもよい。
【００３１】
また、黒色塗料を塗布する部位は、上記した導光板２の傾斜面１６ｂの全てに塗布しなければならないといったことはなく、必要に応じて塗布する部位を選択するようにしてもよい。
【００３２】
次に、上記した構成の液晶表示装置Ｄにおいて、液晶パネル１に画像表示を行う際の作用について説明する。まず、外光を利用して画像表示を行わせる場合、太陽光や室内照明等の外光が導光板２に入射すると、その大部分の光は、導光板２を透過し、導光板２の裏面から光が下向きに出射し、偏光板４ａおよび液晶パネル１に対して照射される。一方、導光板２に入射した外光のうち、導光板２の傾斜面１６ｂに到達した光は、直接、傾斜面１６ｂの吸収層１９によって吸収され、反射あるいは透過することはない。
【００３３】
液晶パネル１を透過した光は、その後、偏光板４ｂを透過してから反射板５によって上方へ反射され、偏光板４ｂ、液晶パネル１および偏光板４ａを再度透過してから導光板２を透過する。この導光板２を透過する際にも、反射板５を反射した光の一部が導光板２の吸収層１９にさらに吸収される。そして、導光板２を透過した大部分の光は、液晶表示装置Ｄの前面に出射する。
【００３４】
そして、使用者が、この液晶表示装置Ｄの液晶パネル１を視認する際、たとえば図１における右斜め上方向から液晶パネル１を視認しても、導光板２の傾斜面１６ｂでは、外光が反射しないため、従来では反射して使用者に向かって進んでいた光は、本参考例においては出射されることがない。そのため、コントラストの低下が抑制され、使用者は、液晶パネル１上の画像を支障なく確実に視認することができる。
【００３５】
一方、光源３を点灯駆動させた場合には、この光源３から発せられた光は導光板２内に入射してこの導光板２の外表面によって全反射されながらこの導光板２の内部を進行する。この進行の際に、導光板２の各凸部１６の傾斜面１６ａで反射し、導光板２の裏面から光が下向きに出射し、偏光板４ａおよび液晶パネル１に対して光が照射される。各凸部１６の傾斜面１６ａは、導光板２の内部を進行する光が液晶パネル１の方向に出射しやすくする役割を果たす。また、光源３から導光板２の内部を進行し、導光板２の各凸部１６の傾斜面１６ｂに到達した光は、吸収層１９において吸収され、反射されることはない。
【００３６】
導光板２を透過した光は、偏光板４ａ、液晶パネル１および偏光板４ｂを順次下向きに透過した後、反射板５によって上向きに反射されることにより、その光が上記各部を上記とは逆に透過して液晶表示装置Ｄの前面に出射することになる。この場合においても、反射板５によって反射された光が導光板２を透過する際、導光板２の傾斜面１６ｂに到達すれば、吸収層１９に吸収される。
【００３７】
このように、光源３を点灯駆動させた場合においても、光源３からの光の一部は、導光板２を透過することとなり、吸収層１９において吸収される。したがって、光源３を利用する場合においても、傾斜面１６ｂにおける反射を防止し、良好な視認性を実現することができる。
【００３８】
図３は、本願発明に係る液晶表示装置の一例を示す断面図である。この液晶表示装置Ｄａでは、上記導光板の表面が凹凸状とされることに代わり、導光板の裏面が凹凸状とされている。すなわち、この導光板２１は、その表面（上面）が滑らかな平面状であるのに対し、その裏面（下面）が凹凸状とされ、すなわち、上記した参考例と、導光板の表裏面が逆の構成となっており、導光板２１の表面に、偏光板４ａが設けられている。なお、凹凸状の構成は、上記した参考例と同様に、傾斜の向き、傾斜角、および傾斜面積が相違する２種類の傾斜面１６ａ，１６ｂを有する側面視三角形状の複数の凸部１６が一定方向に連続して形成された構成とされている。
【００３９】
また、光源２２には、ＬＥＤ光源等の点状光源に代わり、導光板２１の一側面１７ａに沿って延びる冷陰極管が用いられている。冷陰極管の周囲には、この冷陰極管から放射される光を導光板２１に向けて反射するリフレクタ２３が設けられている。その他の構成は、上記参考例において示した構成と略同様である。
【００４０】
この構成においても、導光板２１の裏面に形成された凸部１６の傾斜面１６ｂに、黒色塗料が塗布されて吸収層１９が形成されている。そのため、上記参考例と同様の作用効果を奏することができる。
【００４１】
図４は、本願発明に係る液晶表示装置の他の例を示す断面図である。また、図５は、図４に示す導光板２５の概略外観図である。この液晶表示装置Ｄｂでは、導光板の表面に凸部が形成されて凹凸状とされることに代わり、導光板２５の表面に複数の略円柱形状の突起２６が形成されて凹凸状とされている。そして、上記突起２６の周側面２６ａに黒色塗料が塗布されて吸収層１９が形成されている。その他の構成は、上記実施形態において示した構成と略同様である。
【００４２】
この構成においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。特に、この変形例においては、突起２６が液晶パネル１の平面において隅々まで点在される恰好になっており、かつ突起２６が略円柱形状に形成されてその周側面２６ａに吸収層１９が形成されている。そのため、あらゆる方向から入射される外光を吸収でき可能性が高くなるので、上記実施形態のように吸収層１９を傾斜面１６ｂに形成した場合に比べ、コントラストを低下させる要因が低減され、視認性をより高めることができるといった利点がある。
【００４３】
なお、上記突起２６の形状は、略円柱形状に代わり、略円錐形状、略角錐形状等、種々の形状を適用することができる。
【００４４】
もちろん、この発明の範囲は上述した実施の形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、カラー表示が可能なタイプの液晶表示装置について説明したが、上記吸収層１９の構成は、モノクロタイプの液晶表示装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  液晶表示装置の参考例を示す断面図である。
【図２】  図１に示す液晶表示装置の導光板を示す要部外観図である。
【図３】  本願発明に係る液晶表示装置の一例を示す図である。
【図４】  本願発明に係る液晶表示装置の他の例を示す図である。
【図５】  図４に示す導光板の概略外観図である。
【図６】  従来の液晶表示装置の断面図である。
【符号の説明】
１  液晶パネル
２  導光板
３  光源
５  反射板
１６  凸部
１６ａ，１６ｂ  傾斜面
１９  吸収層
Ｄ，Ｄａ，Ｄｂ  液晶表示装置
【図１】
0003771407.tif 000002
【図２】
0003771407.tif 000003
【図３】
0003771407.tif 000004
【図４】
0003771407.tif 000005
【図５】
0003771407.tif 000006
【図６】
0003771407.tif 000007