JP2001272676A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】薄型化した場合であっても輝度の低下及び表示
不良の発生を防止できる液晶表示装置を提供することを
目的とする。 【解決手段】この液晶表示装置は、一対の基板１００及
び２００間に液晶層３００を挟持した液晶表示パネル１
０と、この液晶表示パネル１０を照明するバックライト
ユニット１２と、液晶表示パネル１０とバックライトユ
ニット１２との間に介在されるとともに、両者の間に所
定のギャップを形成して支持する支持材４００と、を備
えている。支持材４００は、液晶表示パネル１０及びバ
ックライトユニット１２との接触面３２及び１１０を構
成する材料より低い硬度を有する材料によって形成され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示装置に
係り、特に、高輝度化及び薄型化に適した液晶表示装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、主に、液晶表示パネル
と、この液晶表示パネルを照明する面光源装置すなわち
バックライトユニットとによって構成されている。近
年、液晶表示装置のより薄型化の要求に伴い、各ユニッ
トの薄型化を図るとともに、各ユニット間の間隔もでき
るだけ小さく設計されている。

【０００３】液晶表示パネルは、バックライトユニット
との対向面に、偏光板を備えている。この偏光板は、液
晶表示パネルにおけるアレイ基板の外面に貼付されてい
る。バックライトユニットは、液晶表示パネルとの対向
面に、導光体の出射面から出射された出射光に所定の光
学特性を付与する光学シートを備えている。この光学シ
ートは、特に固定されておらず、バックライトユニット
のフレームにその一部分を貼付するか、挟持することに
よって保持されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような液晶表示装
置において、固定されていない光学シートに撓みが生じ
た場合には、液晶表示パネルとバックライトユニットと
の間隔が小さいため、液晶表示パネルの偏光板に、光学
シートの一部分が貼り付いてしまい、輝度の低下、及び
表示ムラなどの表示不良を引き起こすおそれがある。

【０００５】この発明は、上述した問題点に鑑みなされ
たものであって、その目的は、薄型化した場合であって
も輝度の低下及び表示不良の発生を防止できる液晶表示
装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、請求項１に記載の液晶表示装置は、一
対の基板間に光変調層を挟持した光透過型の液晶表示パ
ネルと、この液晶表示パネルを照明する面光源装置と、
前記液晶表示パネルと前記面光源装置との間に介在され
るとともに、両者の間に所定のギャップを形成して支持
する支持手段と、を備えた液晶表示装置であって、前記
支持手段は、前記液晶表示パネル及び前記面光源装置と
の接触面を構成する材料より低い硬度を有する材料によ
って形成されたことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の液晶表示装置の
一実施の形態について図面を参照して説明する。

【０００８】図１に示すように、液晶表示装置は、光透
過型の液晶表示パネル１０、この液晶表示パネル１０を
裏面から照明するエッジライト型の面光源装置すなわち
バックライトユニット１２、および矩形枠状のベゼルカ
バー１４を積層して構成されている。

【０００９】液晶表示パネル１０は、一対の基板として
の矩形状のアレイ基板１００および対向基板２００、こ
れらの基板の間にそれぞれ配向膜を介して封入された光
変調層としてのツイストネマティック型の液晶層３０
０、液晶表示パネル１０を制御する制御回路基板５１０
及び５２０、液晶表示パネル１０と制御回路基板５１０
及び５２０を電気的に接続して液晶表示パネル１０に駆
動信号を供給する駆動集積回路６００などを備えてい
る。アレイ基板１００は、シール材３３１を介して対向
基板２００に貼り合わせられている。各基板１００及び
２００の外表面は、それぞれその偏光軸が互いに直交す
るように配置された偏向板によって覆われている。

【００１０】アレイ基板１００は、例えば１０２４×３
本の信号線１１５と、各信号線１１５に互いに直交する
ように配置された７６８本の走査線１１３とを備えてい
る。各信号線１１５と各走査線１１３との交点近傍に
は、チャネル領域に非晶質シリコン膜が用いられた薄膜
トランジスタすなわちＴＦＴ１１７が配置されている。
このＴＦＴ１１７のゲート電極は、走査線１１３に電気
的に接続されている。ＴＦＴ１１７のドレイン電極は、
信号線１１５に電気的に接続されている。ＴＦＴ１１７
のソース電極は、透明導電性部材、例えばＩＴＯ（イン
ジウム−ティン−オキサイド）によって形成された画素
電極１１９に電気的に接続されている。

【００１１】アレイ基板１００と制御回路基板５１０と
を電気的に接続する駆動集積回路６００は、信号線１１
５に電気的に接続される信号線駆動集積回路６１０を備
えている。また、アレイ基板１００と制御回路基板５２
０とを電気的に接続する駆動集積回路６００は、走査線
１１３に電気的に接続される走査線駆動集積回路６２０
を備えている。

【００１２】信号線駆動集積回路６１０は、外部から入
力されるディジタル画像信号を、制御信号に基づいて所
望のアナログ信号電圧に変換して出力するように、シフ
トレジスタ、ディジタル−アナログ変換回路、及びバッ
ファ回路などによって構成されている。また、走査線駆
動集積回路６２０は、外部から入力される制御信号に基
づいて走査パルスを順次転送出力するように、シフトレ
ジスタ、バッファ回路などによって構成されている。

【００１３】対向基板２００は、画素領域毎に配置され
たカラーフィルタ層、透明導電性部材、例えばＩＴＯに
よって形成された対向電極１１７を備えている。カラー
フィルタ層は、例えば赤、緑、青にそれぞれ着色された
着色樹脂によって形成されている。

【００１４】次に、この液晶表示装置に適用される面光
源装置、すなわちバックライトユニットの構造について
説明する。

【００１５】図１及び図２に示すように、バックライト
ユニット１２は、矩形板状の保持フレーム２４、導光体
２６、複数のシート部材、例えば、３枚の光学シート２
８、３０、３２、光源としての細長い管状光源３３、リ
フレクタ４８等を備えている。

【００１６】保持フレーム２４は、例えば合成樹脂によ
って形成され、その周縁部を除いた位置に矩形状の収納
凹所３６が形成されている。保持フレーム２４は、四辺
を規定する側壁２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄからそ
れぞれ底面を規定するように延出されたフランジ部２５
ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを備えている。これらフラ
ンジ部２５（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）は、底面の開口部２５ｅ
を規定する。このように、保持フレーム２４に開口部２
５ｅを設けることにより、保持フレーム２４を軽量化す
ることが可能となる。

【００１７】光学シート２８は、例えば乳白色のポリイ
ミド樹脂などからなる反射シートであり、収納凹所３６
とほぼ等しい寸法の矩形状に形成されている。この反射
シート２８は、保持フレーム２４の少なくとも隣接する
２辺にわたるフランジ部２５ａ、ｂ、ｃ、ｄに接着され
るか、導光体２６の裏面側に接着されることによって固
定されている。

【００１８】導光体２６は、例えば、ＰＭＭＡなどの樹
脂を射出成形することによって形成され、保持フレーム
２４の収納凹所３６とほぼ等しい寸法の矩形状に形成さ
れている。この導光体２６は、その一辺に肉厚部２６ａ
を有するとともに、肉厚部２６ａに対向する辺に肉薄部
２６ｂを有し、楔状の断面を有している。導光体２６に
おける肉厚部２６ａの端面２６ｄは、後述するように、
管状光源３３から出射された光が入射する入射面とな
る。導光体２６の裏面側には、上述した反射シート２８
が設けられている。入射面２６ｄから入射した光は、反
射シート２８によって反射される。導光体２６の表面、
すなわち反射シート２８が設けられた面に対向する主平
面２６ｃは、反射シート２８によって反射された光が出
射する出射面となる。

【００１９】リフレクタ４８は、厚さ約０．１ｍｍのス
テンレスに銀スパッタリング層を設けた材料によって形
成され、ほぼＵの字形の断面を有している。このリフレ
クタ４８は、管状光源３３の周囲のうち導光体２６と対
向する周面以外の周面を囲むように配置される。

【００２０】光学シート３０は、拡散シートであって、
収納凹所３６とほぼ等しい寸法の矩形状に形成されてい
る。この光学シート３０は、導光体２６の出射面２６ｃ
上に積層される。また、光学シート３２は、プリズムシ
ートであって、収納凹所３６とほぼ等しい寸法の矩形状
に形成されている。この光学シート３２は、拡散シート
３０の上に積層される。

【００２１】管状光源３３は、例えば、冷陰極線管によ
って形成されている。

【００２２】保持フレーム２４の側壁２４ａの近傍に
は、その幅方向全長に亘って延びた細長いランプ収容溝
４０が形成されている。ランプ収容溝４０内の長手方向
中央部には、側壁２４ａとほぼ同一の高さを有するリブ
４１が立設され、ランプ収容溝４０の長手方向に沿っ
て、かつ、側壁２４ａの内面と所定の間隔を置いて延び
ている。

【００２３】ランプ収容溝４０内において、リブ４１の
収納凹所３６側の領域には、管状光源３３が収容され
る。すなわち、この管状光源３３は、その両端部をホル
ダ４２により所定の位置関係で支持した状態で、リフレ
クタ４８とともに一体に組み立てられている。

【００２４】一対のホルダ４２からは、管状光源３３に
電圧を供給する接続ケーブル４４ａ、４４ｂがそれぞれ
導出されている。一方の接続ケーブル４４ａは、ランプ
収容溝４０内において、リブ４１と側壁２４ａとの間の
領域を通って他方のホルダ４２側まで引き回され、他方
の接続ケーブル４４ｂとともに外部に引き出されてい
る。引き出された２本の接続ケーブル４４ａ、４４ｂ
は、図１に示すように、ランプ駆動回路４６に接続され
ている。

【００２５】ランプ収容溝４０の上面側は、保持フレー
ム２４に嵌合された保護カバー３４によって覆われてい
る。保護カバー３４は、薄い金属板をＬ字状に折曲げて
形成され、ランプ収容溝４０を覆った細長い上面壁５０
ａと、保持フレーム２４の側壁２４ａ外面に嵌合した側
壁５０ｂと、を有している。

【００２６】この実施の形態では、液晶表示パネル１
０、バックライトユニット１２、制御回路基板５１０及
び５２０、駆動集積回路６００、ベゼルカバー１４、及
び、保持フレーム２４は、次のようにして保持され、配
置される。

【００２７】すなわち、図２に示すように、バックライ
トユニット１２は、保持フレーム２４の収納凹所３６内
に反射シート２８、導光体２６、拡散シート３０、及び
プリズムシート３２をこの順に積層して保持している。
そして、液晶表示パネル１０は、図１に示すように、支
持手段としての支持材４００を介してバックライトユニ
ット１２に積層して配置されている。より詳細には、図
３に示すように、液晶表示パネル１０は、その外表面と
して、アレイ基板１００及び対向基板２００のそれぞれ
の表面に貼付された偏光板１１０及び２１０を備えてい
る。支持材４００は、バックライトユニット１２の光学
シート３２（プリズムシート）と、液晶表示パネル１０
のアレイ基板１００側の偏光板１１０との間に挟持され
ることにより、光学シート３２を支持している。

【００２８】ベゼルカバー１４は、矩形状に形成され、
液晶表示パネル１０の周縁部に重ねた状態で保持フレー
ム２４と嵌合している。そして、ねじ止め等によってベ
ゼルカバー１４を保持フレーム２４へ固定することによ
り、液晶表示パネル１０は、ベゼルカバー１４に挟持さ
れた状態で保持フレーム２４に固定されている。

【００２９】このとき、液晶表示パネル１０と制御回路
基板５１０及び５２０とに電気的に接続された駆動集積
回路６００は、可とう性を有しており、折り曲げられて
制御回路基板５１０及び５２０を導光体２６の裏面側に
配置して、保持フレーム２４に保持されている。これに
より、液晶表示装置をより狭額縁化することができる。

【００３０】次に、上述したような液晶表示装置の動作
について説明する。

【００３１】管状光源３３の管内で発生した光は、導光
体２６の入射面２６ｄから導光体２６の内部に直接入射
する。また、導光体２６に直接入射すること無く出射さ
れた光は、リフレクタ４８によって反射された後、入射
面２６ｄから導光体２６の内部に入射する。入射した光
は、導光体２６の内部を全体にわたって伝播し、導光体
２６の出射面２６ｃから出射する。

【００３２】導光体２６から反射シート２８側に漏れた
光は、反射シート２８によって反射され、導光体２６に
再び入射する。導光体２６の出射面２６ｃから出射され
た光は、拡散シート３０によって拡散し、プリズムシー
ト３２によって液晶表示パネル１０の全面に導かれる。

【００３３】液晶表示パネル１０では、各画素毎に導か
れた光の透過・非透過が選択的に制御され、画像が表示
される。

【００３４】次に、液晶表示パネル１０とバックライト
ユニット１２との間に介在される支持材４００につい
て、より詳細に説明する。

【００３５】この支持材４００は、上述したように、液
晶表示パネル１０とバックライトユニット１２との間に
介在されている。この支持材４００は、液晶表示パネル
１０及びバックライトユニット１２との接触面を構成す
る材料より低い硬度を有する材料によって形成されてい
る。

【００３６】すなわち、この支持材４００は、図３に示
すように、液晶表示パネル１０のアレイ基板１００側の
外表面に貼付された偏光板１１０と、バックライトユニ
ット１２の光学シート（プリズムシート）３２との間に
介在され、液晶表示パネル１０とバックライトユニット
１２との間に所定のギャップ、例えば約０．１ｍｍ〜
０．２ｍｍのギャップを形成して支持している。この支
持材４００は、偏光板１１０及び光学シート３２を構成
する材料より低い硬度を有する材料によって形成されて
いる。

【００３７】支持材４００の硬度が光学シート３２及び
偏光板１１０を構成する材料より大きい場合、上述した
ような液晶表示パネル１０−バックライトユニット１２
間のギャップが狭い薄型構造を有する液晶表示装置で
は、振動や、衝撃により、支持材４００が光学シート３
２及び偏光板１１０と擦れ、硬度の比較的小さい光学シ
ート３２及び偏光板１１０の表面に傷をつけてしまうお
それがある。したがって、支持材４００の硬度は、支持
材４００に接触する光学シート３２及び偏光板１１０を
構成する材料の硬度より小さく設定されている。

【００３８】支持材４００は、たとえば、スチレンとシ
ロキサンとの共重合体粒子などの透明樹脂によって形成
され、その硬度は、約２．８Ｈである。このときに使用
される光学シートは、例えば、ポリカーボネートによっ
て形成され、その硬度は、約３Ｈであり、また、偏光板
は、ＴＡＣによって形成され、その硬度は、約３Ｈであ
る。

【００３９】このように支持材４００の硬度を設定する
ことにより、支持材４００に接触する光学シート３２及
び偏光板１１０に対して、たとえ、振動や、衝撃が加わ
っても傷をつけることがなく、装置の品質低下を防止す
ることができる。また、支持材４００は、透明樹脂によ
って形成されているため、液晶表示パネル１０とバック
ライトユニット１２との間に介在されても、バックライ
トユニット１２から出射される光の輝度を低下させるこ
となく、しかも、液晶表示パネル１０に表示画像を表示
したときに、支持材４００が視認されることがない。

【００４０】図３に示した例では、この支持材４００
は、球状体として形成され、柔軟性を有しているととも
に、所定の球径（例えば、０．０１ｍｍ）を有してい
る。この支持材４００の球径は、液晶表示パネル１０と
バックライトユニット１２との間のギャップと同等また
はそれ以上の大きさに設定されている。

【００４１】この支持材４００は、たとえば、保持フレ
ーム２４にバックライトユニット１２を組み込んだ後
に、所定の散布密度（例えば、１００個／ｃｍ^２）で散
布される。そして、支持材４００を介して液晶表示パネ
ル１０をバックライトユニット１２上に載置して、ベゼ
ルカバー１４と保持フレーム２４とで液晶表示パネル１
０及びバックライトユニット１２を挟持する。このと
き、支持材４００は、柔軟性を有し、かつ、液晶表示パ
ネル１０とバックライトユニット１２との間のギャップ
と同等以上の級径を有しているため、図３に示すよう
に、液晶表示パネル１０とバックライトユニット１２と
の間で潰れ、保持される。

【００４２】これにより、装置に振動や、衝撃が加わっ
た場合であっても、支持材４００が移動しにくく、散布
密度の偏りが発生しにくくなる。このため、安定して、
光学シート３２を支持することが可能となり、光学シー
トの撓みによる偏光板への光学シートの貼り付きを防止
することができる。したがって、輝度の低下や、表示ム
ラなどの表示不良の発生を防止することが可能となる。

【００４３】また、支持材４００を、その外表面に粘着
性を有する透明樹脂、例えば、基材にアルキル化合物と
分散材とを架橋反応させたものによって形成した場合に
は、支持材４００の球径は、液晶表示パネル１０とバッ
クライトユニット１２との間のギャップと同等であれ
ば、支持材４００は、偏光板１１０及び光学シート１１
０の表面に貼り付き、固定することが可能である。この
ような構成とした場合であっても、装置に振動や、衝撃
が加わった場合に上述した構成と同様の作用効果が得ら
れる。

【００４４】さらに、上述した実施の形態では、支持材
４００は、球状体として形成して、液晶表示パネル１０
とバックライトユニット１２との間に散布されたが、液
晶表示パネル１０及びバックライトユニット１２の互い
の接触面となる構成要素に一体的に形成しても良い。

【００４５】例えば、図４に示すように、支持手段とし
ての支持材は、液晶表示パネル１０側におけるバックラ
イトユニット１２との接触面、すなわちアレイ基板１０
０側に貼付される偏光板１１０Ａの表面に一体的に形成
された柱状体４００Ａであっても良い。この柱状体４０
０Ａは、偏光板１１０Ａがアレイ基板１００に貼付され
た際に、バックライトユニット１２側に突出するように
形成されている。また、この柱状体４００Ａは、接触す
る光学シート３２を構成する材料より小さい硬度を有す
る材料によって形成されている。

【００４６】また、図５に示すように、支持材は、バッ
クライトユニット１２側における液晶表示パネル１０と
の接触面、すなわち光学シート（プリズムシート）３２
の表面に一体的に形成された柱状体４００Ｂであっても
よい。この柱状体４００Ｂは、光学シート３２がバック
ライトユニット１２に組み込まれた際に、液晶表示パネ
ル１０側に突出するように形成されている。また、この
柱状体４００Ｂは、接触する偏光板１１０を構成する材
料より小さい硬度を有する材料によって形成されてい
る。

【００４７】このように、支持材を互いの接触面となる
構成要素に一体的に形成することにより、均一な密度で
柱状体を配置することが可能となり、球状体を用いた場
合より、支持材の配置密度のばらつきが少なく、また、
外部からの振動や、衝撃に対しても、支持材自体が移動
することがない。もちろん、これらの支持材は、接触す
る光学シートまたは偏光板を構成する材料より小さい硬
度を有する材料によって形成されているため、これらに
傷をつけることがない。

【００４８】以上説明したように、この発明の液晶表示
装置によれば、液晶表示パネルとバックライトユニット
との間に、比較的硬度の小さい材料によって形成された
支持材を介在させることにより、装置全体を薄型化して
液晶表示パネルとバックライトユニットとの間のギャッ
プが小さい場合であっても、バックライトユニットの最
表面を構成する光学シートに損傷を与えることなく、こ
の光学シートの液晶表示パネル側への貼り付きを防止す
ることができる。

【００４９】したがって、輝度の低下や表示不良の発生
を防止することができ、液晶表示装置の薄型化を達成す
ることができるとともに、品質の劣化を防止することが
可能となる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、薄型化した場合であっても輝度の低下及び表示不良
の発生を防止できる液晶表示装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る液晶表
示装置の構造を概略的に示す分解図である。

【図２】図２は、図１に示した液晶表示装置に適用され
る面光源装置の構造を概略的に示す分解図である。

【図３】図３は、図１に示した液晶表示装置の断面図で
ある。

【図４】図４は、この発明の液晶表示装置に適用される
支持材の他の例を示す図である。

【図５】図５は、この発明の液晶表示装置に適用される
支持材の他の例を示す図である。

【符号の説明】

１０…液晶表示パネル １２…バックライトユニット ３０…光学シート（拡散シート） ３２…光学シート（プリズムシート） １００…アレイ基板 １１０…偏光板 ２００…対向基板 ３００…液晶層 ４００…支持材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H091 FA05Z FA14Z FA23Z FA32Z FA41Z FB02 FD13 FD14 FD18 GA01 GA13 HA07 LA11 LA18 5G435 AA03 AA18 BB12 BB15 CC09 EE13 EE26 FF05

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の基板間に光変調層を挟持した光透過
   型の液晶表示パネルと、 この液晶表示パネルを照明する面光源装置と、 前記液晶表示パネルと前記面光源装置との間に介在され
   るとともに、両者の間に所定のギャップを形成して支持
   する支持手段と、を備えた液晶表示装置であって、 前記支持手段は、前記液晶表示パネル及び前記面光源装
   置との接触面を構成する材料より低い硬度を有する材料
   によって形成されたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】前記支持手段は、透明樹脂によって形成さ
   れたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】前記支持手段は、柔軟性を備えることを特
   徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】前記支持手段は、その表面に粘着性を備え
   ることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】前記支持手段は、前記液晶表示パネルと前
   記面光源装置との間に所定の散布密度で散布された球状
   体であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装
   置。
6. 【請求項６】前記支持手段は、前記液晶表示パネル及び
   前記面光源装置の少なくとも一方に一体的に形成された
   柱状体であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表
   示装置。
7. 【請求項７】一対の基板と、これらの基板間に挟持され
   た光変調層と、これらそれぞれの基板の外面に配置され
   た偏光板と、を備えた光透過型の液晶表示パネルと、 肉厚部及び肉薄部を備えた楔状の断面を有するととも
   に、肉厚部から入射した光を出射する出射面を有する導
   光体と、導光体の肉厚部に対向して配置された光源と、
   導光体の出射面から出射された光に光学特性を付与する
   光学シートと、を備え、前記液晶表示パネルを照明する
   面光源装置と、 前記液晶表示パネルの一方の偏光板と前記面光源装置の
   光学シートとの間に介在されるとともに、前記液晶表示
   パネルと前記面光源装置との間に所定のギャップを形成
   して前記光学シートを支持する支持手段と、を備えた液
   晶表示装置であって、 前記支持手段は、前記偏光板及び前記光学シートを構成
   する材料より低い硬度を有する材料によって形成された
   ことを特徴とする液晶表示装置。
8. 【請求項８】前記支持手段は、スチレンとシロキサンと
   の共重合体粒子であることを特徴とする請求項１または
   ７に記載の液晶表示装置。
9. 【請求項９】前記支持手段は、基材にアルキル化合物と
   分散材とを架橋反応させることによって形成されたもの
   であることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装
   置。