JP2002121050A - ガラス基板及び液晶表示装置 - Google Patents
ガラス基板及び液晶表示装置Info
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Abstract
後方への伝送効率に優れるガラス基板を得て、輝度やそ
の均一性に優れ良好な表示品位の透過型や透過・反射両
用型の液晶表示装置の開発。 【解決手段】 透明ガラス板(11)にその板よりも低
屈折率の透明層(12)を介して少なくとも導電層(1
3)を有するガラス基板(1)及び視認側と背面側のセ
ル基板をそれらに設けた電極の側を対向させて配置した
間に液晶を挟持してなる液晶セルを少なくとも具備する
液晶表示パネルを有してなり、かつ前記の視認側と背面
側のセル基板の一方又は両方が前記ガラス基板からなる
液晶表示装置。 【効果】 側面入射光を低屈折率の透明層が全反射によ
り基板内に閉じ込めて後方に効率よく伝送でき、液晶表
示パネル側面に照明装置を配置し光路変換手段を介して
薄型軽量で表示品位に優れる液晶表示装置を形成でき
る。
Description
に効率よく伝送できるガラス基板、及びそれをセル基板
に用いた表示品位に優れる透過型や透過・反射両用型の
液晶表示装置に関する。
量化の抑制、携帯パソコンや携帯電話等の小型軽量化な
どを目的に液晶表示装置の更なる薄型軽量化が求められ
る中、図5〜7に例示の従来のサイドライト型導光板8
3によるフロントライト8やバックライト8を設けたも
のではその薄型軽量化が困難となっている。ちなみにサ
イドライト型導光板では光伝送の必要上1mm以上の板厚
となりそれに光拡散板や反射板やプリズムシートなどを
配置した場合には通例3mm以上の厚さとなる。なお81
は光源、82は光源ホルダである。
装置を配置し、その側面からの照明光をパネル全体で伝
送しつつ視認側のセル基板で全反射させてその反射光を
粗面型の反射板で散乱させて表示に利用する反射型の液
晶表示装置が提案されている(特開平5−158033
号公報)。これはサイドライト型導光板の役割を液晶表
示パネルに兼用させて導光板を省略しそれによる薄型軽
量化の達成を目的とする。なお光の伝送は、液晶表示パ
ネルの全体が担うが中でも液晶セルのセル基板がその中
心となるようである。
品性、表面平滑性やガスバリア性等のこれまでの要求性
能を満足させたガラス基板では、光の伝送効率に乏しく
照明装置から遠離るほど表示が暗くなってパネル面での
明暗差が大きい問題点のあることが判明した。
かしつつ側面から入射させた光の後方への伝送効率に優
れるガラス基板を得て、輝度やその均一性に優れて良好
な表示品位の透過型や透過・反射両用型の液晶表示装置
を開発することを課題とする。
りも低屈折率の透明層を介して少なくとも導電層を有す
ることを特徴とするガラス基板、及び視認側と背面側の
セル基板をそれらに設けた電極の側を対向させて配置し
た間に液晶を挟持してなる液晶セルを少なくとも具備す
る液晶表示パネルを有してなり、かつ前記の視認側と背
面側のセル基板の一方又は両方が前記ガラス基板からな
ることを特徴とする液晶表示装置を提供するものであ
る。
からの入射光を低屈折率の透明層が全反射により基板内
に閉じ込めて対向する側面方向(後方)に効率よく伝送
でき、重量増加も低屈折率透明層の付加程度であるので
薄型軽量性にも優れている。その結果、前記のガラス基
板をセル基板に用いて液晶セルを形成することにより、
その液晶表示パネル側面に配置した照明装置からの入射
光を当該基板を介し後方に効率よく伝送でき、その伝送
光を適宜な光路変換手段を介し視認方向に光路変換する
ことにより画面全体が明るくて、その明るさの均一性に
優れる良好な表示品位が達成される。また照明装置の側
面配置で薄さに優れる液晶表示装置を形成することがで
きる。
パネル内の伝送光が液晶層や通例それに隣接して配置さ
れるカラーフィルタ層に入射し、液晶層による複屈折で
偏光板に入射した際の吸収成分が増大したり、カラーフ
ィルタ層による光吸収で後方への伝送効率が著しく低下
して照明装置から遠離るほど画面が暗くなり輝度の均一
性が大きく損なわれて見づらい表示となる。
ラス板にその板よりも低屈折率の透明層を介して少なく
とも導電層を有するものである。図1にそのガラス基板
1の例を示した。11が透明ガラス板、12が低屈折率
の透明層、13が導電層であり、14は配向膜、15は
カラーフィルタ層、16はガスバリア層、17はハード
コート層である。
準じた適宜なものを用いることができ特に限定はない。
就中、照明光の伝送性や表示光の透過性等の点より青板
ガラスに対する白板ガラスの如く透明性に優れるものが
好ましい。また光伝送方向や厚さ方向の複屈折を可及的
に抑制して光損失を低減する点などより光学的等方性や
表面平滑性などに優れるものが好ましい。
なく、使用目的に応じた強度等に応じて適宜に決定しう
る。セル基板とする場合には液晶の封入強度と光伝送効
率と薄型軽量性のバランスなどの点より20μm〜5m
m、就中50μm〜2mm、特に100μm〜1mmの厚さが
一般的である。特に照明装置からの入射光の伝送基板と
して用いる場合には入射効率や伝送効率等の点より断面
積が大きいほど有利であり、従って厚いほど好ましい。
薄いほど有利である。なお透明ガラス板は、同厚板であ
ってもよいし、厚さが部分的に相違するものであっても
よい。前記の伝送基板として用いる場合には、例えば当
該伝送方向に断面楔形とした形態などの如く厚さを部分
的に相違させたものが光路変換手段の傾斜配置によるそ
れへの伝送光の入射効率の向上などの点より有利なとき
もある。
折率の透明層は、その透明ガラス板よりも屈折率の低い
層として設けることで図8に折れ線矢印α0'として示
した如く、照明装置7等を介した側面からの入射光が透
明ガラス板(セル基板)11の内部を伝送される際にそ
の伝送光をガラス板11と透明層12との屈折率差を介
し全反射させて透明ガラス板内に効率よく閉じ込め、そ
れにより前記伝送光を対向の側面側(後方)に効率よく
伝送することを目的とする。
板として用いた場合に前記の伝送光が液晶層に入射して
複屈折や散乱を受け、それにより伝送状態が部分的に変
化して伝送光が減少したり不均一化することを防止して
表示が暗くなることや、照明装置近傍での表示が後方に
おいてゴースト化して表示品位を低下させることの防止
なども目的とする。
それによる伝送光の急激な吸収を防止して伝送光の減少
を回避することも目的とする。上記した特開平5−15
8033号公報が教示する液晶表示装置の如く照明装置
からの入射光が液晶層内を伝送されるものでは、液晶層
で伝送光が散乱されて不均一な伝送状態となり、出射光
の不均一化やゴーストを生じて表示像が見ずらくなりや
すい。
屈折率の低い例えば無機系や有機系の低屈折率誘電体の
如き適宜な材料を用いて真空蒸着方式やスピンコート方
式などの適宜な方式で形成することができ、その材料や
形成方法について特に限定はない。セル基板として用い
る場合には電極形成時の安定性等の点より無機誘電体に
よる低屈折率の透明層が好ましい。
後方への伝送効率等の点より透明層と透明ガラス板の屈
折率差は、大きいほど有利であり、0.05以上、就中
0.1以上、特に0.12〜0.5であることが好まし
い。かかる程度の屈折率差ではセル基板に用いた場合に
も外光による反射モードによる表示品位に殆ど影響しな
い。ちなみに当該屈折率差が0.1の場合、その界面で
の外光の反射率は0.1%以下でありその反射損による
明るさやコントラストの低下は極めて小さいものであ
る。
配置位置は、上記した伝送光の閉じ込め効果やセル基板
とした場合の液晶層への浸入防止などの点より透明ガラ
ス板11と導電層13の間とされる。また図例の如く透
明ガラス板11と導電層13の間にカラーフィルタ層1
5を配置する場合には、カラーフィルタ層による伝送光
の吸収損を防止する点よりそのカラーフィルタ層よりも
ガラス板11側に位置させることが好ましい。従って通
例、低屈折率の透明層12は透明ガラス板11に直接設
けられる。その場合、透明ガラス板における透明層の付
設面は平滑なほど、よって透明層は平滑なほど伝送光の
散乱防止に有利で好ましく、またセル基板とした場合に
は表示光への影響防止の点よりも好ましい。
動のしみだし現象で上記した閉じ込め効果に薄れる場合
があることより全反射効果の維持の点より厚いほど有利
である。その厚さは全反射効果等の点より適宜に決定し
うるが一般には波長380〜780nmの可視光に対す
る、特に短波長側の波長380nmの光に対する全反射効
果等の点より、屈折率と層厚の積で算出される光路長に
基づいて1/4波長(約100nm)以上、就中1/2波
長(190nm)以上、特に1波長(380nm)以上の厚
さであることが好ましく、さらには600nm以上の厚さ
であることが好ましい。
設ける導電層は、セル基板とした場合の電極や光反射層
ないしそれ兼用の電極、帯電防止や電磁波シールドなど
のガラス基板の使用目的に応じた適宜なものであってよ
い。従って導電層は、例えばITO(インジウム・スズ
酸化物)等による透明層や金属薄膜等による光反射型な
どの不透明層として従来に準じた適宜な材料にて形成す
ることができる。
各種の目的に用いることができ、特に上記したように側
面入射光の後方への伝送効率に優れることより液晶セル
におけるセル基板などの如く、光を側面より入射させて
後方へ伝送する用途に好ましく用いうる。その実用に際
しては必要に応じて例えば図1の例の如くカラーフィル
タ層15やガスバリア層16、ハードコート層17など
の適宜な機能層の1層又は2層以上を適宜な位置に設け
ることができる。
のカラー化などを目的に設けられ通例、上記した如く低
屈折率透明層12と導電膜13の間に設けられる。また
液晶セル基板とする場合には液晶を配向させるためのラ
ビング処理膜等からなる配向膜14を設けることもでき
る。配向膜は通常、図例の如く電極とした導電膜13の
上に形成される。なおセル基板とする場合、ガスバリア
層は図例の如く通例、セルの外側となる位置に設けら
れ、ハードコート層はセルの外側となる表面に設けられ
る。
面側のセル基板をそれらに設けた電極の側を対向させて
配置した間に液晶を挟持してなる液晶セルを少なくとも
具備する液晶表示パネルを有してなり、かつ前記の視認
側と背面側のセル基板の一方又は両方に上記した低屈折
率透明層付設のガラス基板を用いたものである。その例
を図2〜4に示した。10が液晶表示パネルで、1が低
屈折率透明層付設のガラス基板からなる視認側基板、2
が他方となる背面側の基板、3が液晶層である。また2
1はセル基板、23は電極、24は配向膜、26はガス
バリア層、27はハードコート層である。
屈折率透明層付設のガラス基板をセル基板の少なくとも
一方に用いてなる液晶セルを有する点を除いてその種類
につき特に限定はなく、適宜なものを用いることができ
る。ちなみに前記した液晶表示パネルの具体例として
は、液晶の配向形態に基づいてTN型液晶表示パネルや
STN型液晶表示パネル、垂直配向型表示パネルやHA
N型表示パネル、OCB型表示パネルの如きツイスト系
や非ツイスト系、ゲストホスト系や強誘電性液晶系のも
の、光拡散を利用したものなどがあげられる。また液晶
の駆動方式も例えばアクティブマトリクス方式やパッシ
ブマトリクス方式などの適宜なものであってよい。その
液晶の駆動は通例、図2の例の如く一対のセル基板1、
2の内側に設けた電極13、23を介して行われる。
によるガラス基板を用いない場合、その他方のセル基板
にはガラスや樹脂などの適宜な材料からなるものを用い
うる。軽量性の点よりは樹脂基板の使用が有利である。
ちなみにその樹脂の例としてはアセテート系樹脂やポリ
エステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂やポリカ
ーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂やポリイミド系樹
脂、ポリオレフィン系樹脂やアクリル系樹脂、ポリエー
テル系樹脂やポリ塩化ビニル、スチレン系樹脂やノルボ
ルネン系樹脂、あるいはアクリル系やウレタン系、アク
リルウレタン系やエポキシ系、シリコーン系等の熱硬化
型ないし紫外線硬化型の樹脂などがあげられる。
表示光等を透過させる必要のある場合には透明な基板で
あることを要するが、例えばセル内に反射層兼用の電極
を設けてなる反射型液晶セルの如く光を透過する必要の
ない場合には不透明な基板であってもよい。ちなみに図
2の例による液晶表示パネルでは、視認側と背面側の両
セル基板11、21及びそれらの内側に設けた両電極1
3、23が透明層よりなる透過型の液晶セルからなり、
その視認側基板に本発明によるガラス基板1を用いてな
る液晶セルの背面側に反射層6を配置したフロントライ
ト式の透過・反射両用型のものからなる。
面側基板の内側に設けた電極23’が光反射層兼用の金
属薄膜よりなる反射型の液晶セルからなり、フロントラ
イト式の透過・反射両用型のものからなる。従って図3
の透過・反射両用型液晶表示パネルの場合、図例では背
面側基板に透明基板21を用いているが光を透過する必
要がないので前記した如く不透明な基板であってもよ
い。またその基板にガス遮蔽性や耐擦傷性のものを用い
た場合には図例におけるガスバリア層26やハードコー
ト層27を省略し得て、より薄型化等をはかりうる。
は、視認側と背面側の両セル基板21、11及びそれら
の内側に設けた両電極23、13が透明層よりなる透過
型の液晶セルからなり、その背面側基板に本発明による
ガラス基板1が用いられている。なお図例では液晶セル
の背面側に反射層6を配置してバックライト式の透過・
反射両用型液晶表示パネルとされているが、その反射層
を配置しないことで透過型のものとすることもできる。
じ、液晶セルの片側又は両側に偏光板や位相差板、光拡
散層や光路変換手段等の適宜な光学層の1層又は2層以
上を設けることができ、また液晶表示パネルの1又は2
以上の側面に照明装置を設けることもできる。さらに本
発明によるガラス基板以外のセル基板にカラーフィルタ
層を設けることもできる。その場合、カラーフィルタ層
は通常、セル基板における基板と電極の間に設けられ
る。またカラーフィルタ層は一般に視認側基板に設けら
れるが、これに限定されない。なお図例において4が偏
光板、5が光路変換手段、7が照明装置である。
の達成を目的とし、位相差板は液晶の複屈折性による位
相差の補償等による表示品位の向上などを目的とする。
また光拡散層は、表示光の拡散による表示範囲の拡大や
光路変換手段を介した輝線状発光の平準化による輝度の
均一化、液晶表示パネル内の伝送光の拡散による光路変
換手段への入射光量の増大などを目的とする。一方、光
路変換手段は、液晶表示パネルの側面に配置した照明装
置からの入射光ないしそのパネル内の伝送光を光路制御
して液晶表示パネルの厚さ方向に光路変換し表示光とし
て利用することを目的とする。
ができ特に限定はない。高度な直線偏光の入射による良
好なコントラスト比の表示を得る点などよりは、例えば
ポリビニルアルコール系フィルムや部分ホルマール化ポ
リビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル
共重合体系部分ケン化フィルムの如き親水性高分子フィ
ルムにヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて
延伸したものからなる吸収型偏光フィルムやその片側又
は両側に透明保護層を設けたものなどの如く偏光度の高
いものが好ましく用いうる。
脂基板で例示した樹脂などの適宜なものを用いることが
でき、透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮蔽性など
に優れるものが好ましく用いられる。透明保護層は、フ
ィルムとしたものの接着方式や樹脂液等の塗布方式など
により付与することができる。用いる偏光板、特に視認
側の偏光板は、外光の表面反射による視認阻害の防止を
目的にノングレア処理や反射防止処理を施したものであ
ってもよい。
方式やエンボス加工方式等の粗面化方式、シリカ等の透
明粒子の配合方式などの種々の方式で表面を微細凹凸構
造化することにより施すことができる。反射防止処理
は、干渉性の蒸着膜を形成する方式などにて施すことが
できる。またノングレア処理や反射防止処理は、前記の
表面微細凹凸構造や干渉膜を付与したフィルムの接着方
式などにても施すことができる。なお偏光板は、図2,
4の例の如く液晶セルの両側に設けることもできるし、
図3の例の如く液晶セルの片側にのみ設けることもでき
る。
例示したもの等の適宜な樹脂からなるフィルムを一軸や
二軸等の適宜な方式で延伸処理してなる複屈折性フィル
ム、ネマチック系やディスコティック系等の適宜な液晶
ポリマーの配向フィルムやその配向層を透明基材で支持
したものなどの適宜なものを用いることができ、熱収縮
性フィルムの加熱収縮力の作用下に厚さ方向の屈折率を
制御したものなどであってもよい。補償用の位相差板は
通例、視認側又は/及び背面側の偏光板と液晶セルの間
に必要に応じて配置され、その位相差板には波長域など
に応じて適宜なものを用いうる。また位相差板は、位相
差等の光学特性の制御を目的に2層以上を重畳して用い
ることもできる。
層に準じた表面微細凹凸構造を有する塗工層や拡散シー
トなどによる適宜な方式にて設けることができる。光拡
散層は、透明粒子配合の粘着層として偏光板や位相差板
等の光学層の接着を兼ねる層として形成することもで
き、それにより薄型化を図ることもできる。その粘着層
の形成には、ゴム系やアクリル系、ビニルアルキルエー
テル系やシリコーン系、ポリエステル系やポリウレタン
系、ポリエーテル系やポリアミド系、スチレン系などの
適宜なポリマーをベースポリマーとする粘着剤などを用
いうる。
キルエステルを主体とするポリマーをベースポリマーと
するアクリル系粘着剤の如く透明性や耐候性や耐熱性な
どに優れるものが好ましく用いられる。また粘着層に配
合することのある前記の透明粒子としては、例えば平均
粒径が0.5〜20μmのシリカやアルミナ、チタニア
やジルコニア、酸化錫や酸化インジウム、酸化カドミウ
ムや酸化アンチモン等からなる導電性のこともある無機
系粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系粒
子などの適宜なものを1種又は2種用いることができ
る。
れ線矢印α0、α1で示した如く液晶表示パネル10の
側面に配置した照明装置7からの入射光ないしその伝送
光を反射して当該パネルの厚さ方向に光路変換させ照明
光(表示光)として利用することを目的とする点より、
図2〜4の例の如く液晶表示パネル10における視認側
基板又は背面側基板の一方の外側に配置され、それによ
りフロントライト又はバックライトが形成される。
からの入射光を反射して所定方向に光路変換しうる適宜
な形態のものとして形成することができる。光路変換等
を介して正面方向への指向性に優れる表示光を得る点よ
りは、照明装置を配置した側面すなわち入射側面と対面
する光路変換斜面を具備する光路変換手段、特に断面略
三〜五角形のプリズム状凸凹からなる光路変換斜面を具
備する光路変換手段が好ましい。
ましい前記光路変換斜面は、その液晶表示パネル平面に
対する傾斜角が35〜48度、就中38〜45度、特に
40〜44度のものである。また光路変換手段は、薄型
化の点より前記の光路変換斜面が繰返し構造として形成
されているものが好ましい。さらに光路変換斜面は、突
出(凸)形態にても形成しうるが、耐擦傷性の向上によ
る斜面機能の維持の点よりは溝(凹)形態に形成されて
いることが斜面等が傷付きにくくて有利である。液晶表
示パネルの2側面以上に照明装置を配置して2以上の入
射側面を有する場合には、例えば断面二等辺三角形によ
る2面の光路変換斜面の如く、その入射側面の数と位置
に対応して光路変換斜面を有する光路変換手段としたも
のが好ましく用いられる。
表示装置では、図8の折れ線矢印α2の如く光路変換手
段層5を介して表示光α3を見る必要のある場合があ
り、その場合には表示光の良視認性などの点より図例の
如く前記した光路変換斜面の間に緩斜面ないし平坦面を
有する構造の光路変換手段が好ましい。従って例えば光
路変換斜面と緩斜面からなる断面三角形のプリズム状凹
凸が隣接して繰り返す構造の光路変換手段からなるとき
には、その緩斜面のパネル平面に対する傾斜角が10度
以下、就中5度以下、特に3度以下であることが好まし
い。またその最寄り緩斜面間の傾斜角の差は1度以内、
就中0.3度以内等の小さいことが好ましい。
変換手段とすることにより、その光路変換斜面を介し側
面からの入射光ないしその伝送光を反射させて正面方向
の指向性よく光路変換でき明るさを透過と反射の両モー
ドに有利な状態に容易にバランスさせることができる。
しかし特開平5−158033号公報におけるように粗
面を介した散乱反射方式の場合、表示に利用できる光
は、散乱で全反射条件から外れてパネルより出射する正
面方向より大きく傾斜した光であるから表示に有効利用
しにくく正面方向での表示が暗くなり、粗面型反射板に
よる散乱を強くすると反射モードでの正面方向の光量を
低減させて表示に不利となる。従って斯かる粗面散乱反
射方式では透過と反射の両モードでの明るさをバランス
させることが難しい。
それに透明性を示す適宜な材料にて形成しうる。ちなみ
に可視光域では上記の樹脂基板で例示した樹脂やガラス
などがあげられる。複屈折を示さないかそれの小さい材
料で形成した光路変換手段が好ましい。また界面反射で
パネル内部に閉じ込められて出射できない損失光量を抑
制し側面入射光ないしその伝送光を光路変換手段の光路
変換斜面に効率よく供給する点より、ガラス基板におけ
る低屈折率の透明層よりも高屈折率、就中0.05以
上、特に0.1以上高い屈折率の光路変換手段であるこ
とが好ましい。
宜な方法で形成することができる。量産性等の点より好
ましい製造方法としては、例えば熱可塑性樹脂を所定の
形状を形成しうる金型に加熱下に押付て形状を転写する
方法、加熱溶融させた熱可塑性樹脂あるいは熱や溶媒を
介して流動化させた樹脂を所定の形状に成形しうる金型
に充填する方法、熱や紫外線ないし放射線等で重合処理
しうる液状樹脂を所定の形状を形成しうる型に充填ない
し流延して重合処理する方法などがあげられる。従って
光路変換手段は、セル基板等に直接その所定形態を付与
して形成することもできるし、所定の形態を付与した透
明シート等として形成することもできる。光路変換手段
の厚さは、適宜に決定しうるが一般には薄型化などの点
より300μm以下、就中5〜200μm、特に10〜1
00μmとされる。
路変換手段を形成した面を外側にして配置することがそ
の光路変換斜面を介した反射効率、ひいては側面入射光
の有効利用による輝度向上の点などより好ましい。光路
変換手段を前記の如く透明シート等として独立に形成し
た場合には、その透明シート等をガラス基板における低
屈折率の透明層よりも高い屈折率の接着層、就中その透
明シート等と可及的に等しい屈折率の接着層を介して液
晶表示パネルに接着することが前記の点などより好まし
い。
路変換手段に準じうる。その接着層は、適宜な透明接着
剤にて形成でき、その接着剤の種類について特に限定は
ない。接着処理作業の簡便性などの点よりは粘着層によ
る接着方式が好ましい。その粘着層については上記に準
じることができ、上記した光拡散型の粘着層とすること
もできる。
は、液晶表示装置の照明光として利用する光を液晶表示
パネルの側面から入射させることを目的とする。これに
よりパネルに配置する光路変換手段との組合せにて液晶
表示装置の薄型軽量化を図ることができる。ちなみに上
記の図2〜4に示した液晶表示パネルでは、それらに準
じた図5〜7に示したサイドライト型導光板83使用の
透過・反射両用型の液晶表示パネルとの対比より明らか
な如く、光路変換手段5とサイドライト型導光板83と
の厚さの差がそのまま液晶表示装置の厚さの差として現
れる。なお図5〜7において25はカラーフィルタ層、
8は照明装置で81が光源、82がそのホルダであり、
他の符号は図2〜4に準じる。
の点より照明装置の好ましい配置位置は、図2〜4に例
示の如く本発明によるガラス基板1からなり、かつ光路
変換手段を設けた側のセル基板の側面である。またその
場合に照明装置からの入射光の液晶層への入射を防止す
る点より照明装置の好ましい配置方式は、照明装置を配
置するセル基板1の側面を他方のセル基板2が形成する
側面よりも突出させる方式である。従って視認側と背面
側のセル基板は、平面寸法が相違していてもよく同じで
ある必要はない。また上記したように視認側と背面側の
セル基板の厚さは、相違していてもよく同じである必要
はない。
で例示した如くガラス基板1に設けた低屈折率の透明層
12を介し、照明装置7を介した側面からの入射光β0
が透明ガラス板11の内部を伝送される際にその伝送光
をガラス板11と透明層12との屈折率差を介し全反射
させて透明ガラス板内に効率よく閉じ込め、それにより
前記伝送光α0’を対向の側面側(後方)に効率よく伝
送して照明装置から遠い位置における光路変換手段5の
光路変換斜面にも伝送光を均等性よく供給し、その斜面
による反射を介し折れ線矢印α1、α2、α3として示
した如く光路変換して表示画面全体における明るさの均
一性を向上させることができる。
その伝送光を後方に効率よく伝送しつつ、その伝送光を
光路変換手段を介し液晶表示パネルの視認方向に効率よ
く光路変換して液晶表示に利用でき、照明装置の側面配
置と薄さに優れる光路変換手段とでフロントライト機構
やバックライト機構を形成できて薄さと軽量性に優れ明
るくて表示品位に優れる透過型や透過・反射両用型の液
晶表示装置を形成することができる。
が低屈折率の透明層を有しないものである場合には図9
に折れ線矢印β、β1、β2、α0”で例示した如く、
照明装置7を介した側面からの入射光β0が基板21の
内部を伝送される際にその伝送光がカラーフィルタ層2
5や液晶層3等に入射し、反射層兼用電極23’を介し
た反射光β2も液晶層3やカラーフィルタ層25等を再
透過することとなって上記した如く後方に伝送される光
α0”が大きく低下し、照明装置から遠離るほど明るさ
が低下して表示画面全体での輝度のバラツキが大きくな
る。
ができ、例えば(冷,熱)陰極管等の線状光源、発光ダ
イオード等の点光源やそれを線状や面状等に配列したア
レイ体、あるいは点光源と線状導光板を組合せて点光源
からの入射光を線状導光板を介し線状光源に変換するよ
うにした照明装置などが好ましく用いうる。照明装置
は、液晶表示パネルにおける1又は2以上の側面に配置
することができる。照明装置を2以上の側面に配置する
場合、その複数の側面は対向する側面の組合せであって
もよいし、縦横に交差する側面の組合せであってもよ
く、それらを併用した3側面以上の組合せであってもよ
い。
能とするものであり、透過・反射両用型の液晶表示装置
の場合に外光による反射モードにて視認するときには点
灯の必要がないので、その点灯・消灯を切り替えうるも
のとされる。その切り替え方式には任意な方式を採るこ
とができ、従来方式のいずれも採ることができる。なお
照明装置は、発光色を切り替えうる異色発光式のもので
あってもよく、また異種の照明装置を介して異色発光さ
せうるものとすることもできる。
応じ発散光を液晶表示パネルの側面に導くためにそれを
包囲する光源ホルダ71などの適宜な補助手段を配置し
た組合せ体とすることもできる。光源ホルダとしては、
例えば高反射率の金属薄膜を付設した樹脂シートや白色
シートや金属箔などの如く、少なくとも照明装置側が光
を反射する適宜な反射シートを用いうる。光源ホルダ
は、その端部を液晶表示パネルのセル基板の上下面の端
部に接着する方式などにて照明装置の包囲を兼ねる保持
手段として利用することもできる。
必要に応じ適宜な位置に光反射層6を配置することがで
きる。斯かる光反射層は、図2の例ではフロントライト
の反射反転を目的とし、図4の例では光路変換手段より
の漏れ光を反射反転させて再入射させることによる光利
用効率の向上や液晶セル側からの光を反射して透過・反
射両用型の液晶表示装置の形成を目的とする。光反射層
は、従来に準じた白色シートなどの適宜なものにて形成
することができる。
クロム等の高反射率の金属ないしその合金の粉末をバイ
ンダ樹脂中に含有させた塗工層、前記の金属等や誘電体
多層膜を真空蒸着方式やスパッタリング方式等の適宜な
薄膜形成方式で付設してなる金属薄膜層、前記の塗工層
や付設層をフィルム等からなる基材で支持した反射シー
ト、金属箔などからなる高反射率の光反射層が好まし
く、透過・反射両用型の液晶表示装置を形成する場合に
特に好ましい。
であってもよい。拡散反射面にて反射光を拡散させるこ
とにより正面方向への指向性の向上を図ることができ、
また粗面化による場合には密着によるニュートンリング
の発生を防止して視認性を向上させることができる。従
って光反射層は、光路変換手段の外側に単に重ね置いた
状態にあってもよいし、接着方式や蒸着方式などで密着
配置された状態にあってもよい。光路変換手段の斜面に
光反射層を密着配置した場合には、反射効果の向上で漏
れ光をほぼ完全に防止でき、視角特性や輝度をより向上
させることができる。
ブラストやマット処理等による表面の粗面化方式や、粒
子添加方式などの適宜な方式で表面を微細凹凸構造とし
たフィルム基材等にその微細凹凸構造を反映させた光反
射層を設ける方式などにより行うことができる。その表
面の微細凹凸構造を反映させた微細凹凸構造の光反射層
の形成は、例えば真空蒸着方式やイオンプレーティング
方式、スパッタリング方式等の蒸着方式やメッキ方式な
どの適宜な方式で金属をフィルム基材等の表面に付設す
る方法などにより行うことができる。
よりの入射光の殆どが液晶表示パネル、特にそのセル基
板を介し屈折の法則による反射を介して後方に伝送され
パネル表面よりの出射(漏れ)が防止されつつ、光路変
換手段の光路変換斜面に入射した光が効率よく視認方向
に垂直指向性よく光路変換され、他の伝送光は全反射に
て後方に更に伝送され後方における光路変換斜面に入射
し効率よく視認方向に垂直指向性よく光路変換されてパ
ネル表示面の全面において明るさの均一性に優れる表示
を達成することができる。従って照明装置からの光を効
率よく利用して明るくて見やすく表示品位に優れる透過
型や透過・反射両用型の液晶表示装置を形成することが
できる。
を形成する光路変換手段や液晶セル、偏光板や位相差板
等の光学素子ないし部品は、全体的又は部分的に積層一
体化されて固着されていてもよいし、分離容易な状態に
配置されていてもよい。界面反射の抑制によるコントラ
ストの低下防止などの点よりは固着状態にあることが好
ましい。
な透明接着剤を用いることができ、その透明接着層に上
記した透明粒子等を含有させて拡散機能を示す接着層な
どとすることもできる。また前記の光学部材、特に視認
側のそれには例えばサリチル酸エステル系化合物やベン
ゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシ
アノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の
紫外線吸収剤で処理する方式などにより紫外線吸収能を
もたせることもできる。
型樹脂をスポイトにて滴下充填し、その上に厚さ60μ
mのポリカーボネートフィルムを静置しゴムローラで密
着させて余分な樹脂と気泡を除去しメタルハライドラン
プにて紫外線を照射して硬化処理した後、金型から剥離
し所定寸法に裁断しそれをポリカーボネートフィルムよ
り剥離して屈折率1.51の光路変換手段シートを得、
その光路変換手段を有しない面に屈折率1.51の粘着
層を付設して透明シートを得た。この透明シートは、幅
40mm、長さ30mmであり、稜線が幅方向にわたり21
度の角度で傾斜するプリズム状凹部を210μmのピッ
チで連続して有し、その光路変換斜面の傾斜角が約42
度で急斜面との頂角が70度、光路変換斜面の基準平面
に対する投影幅が10〜16μmで、平坦部の面積が光
路変換斜面と急斜面の基準平面に対する投影合計面積の
10倍以上のものからなる。
のからなる粘着層付の透明シートを得た。この透明シー
トは、幅40mm、長さ30mmであり、稜線が幅方向にわ
たり21度の角度で傾斜するプリズム状凹部を210μ
mのピッチで連続して有し、その光路変換斜面の傾斜角
が約42度で急斜面との頂角が70度、光路変換斜面の
基準平面に対する投影幅が13〜17μmで、平坦部の
面積が光路変換斜面と急斜面の基準平面に対する投影合
計面積の10倍以上のものからなる。
面を中性洗剤と純水で順次洗浄してスピンコータで水を
除去した後、アルゴン雰囲気中でプラズマ処理してその
片面にフッ化マグネシウムを電子ビーム加熱にて真空蒸
着し厚さ600nm、屈折率1.38の低屈折率透明層を
形成し、その上に赤、青、緑のストライプ状のカラーフ
ィルタ層、及びスパッタリングによるITO透明導電層
(電極)を順次形成してガラス基板を得た。
に準じてガラス基板を得た。
に準じてガラス基板を得た。
が1.46の低屈折率透明層を形成したほかは実施例1
に準じてガラス基板を得た。
ス基板を得た。
施例1に準じて厚さを0.2mmとしたガラス基板を得
た。
のガラス基板からなる背面側基板における透明電極上に
ポリビニルアルコール溶液をスピンコートしその乾燥膜
をラビング処理し、それらのラビング面をラビング方向
が直交するように対向させて球形ガラスビーズよりなる
ギャップ調節材を配し、周囲をシール材で固定したのち
液晶(メルク社製、ZLI−4792)を注入してTN
型液晶セルを形成し、その視認側に反射防止処理とノン
グレア処理を施した偏光板(日東電工社製、NPF E
GW1145DU)を、背面側に反射型偏光板(日東電
工社製、NPF EG3228GR)を貼着してノーマ
リーホワイトの反射型液晶表示パネルを得た。そのパネ
ルサイズは幅45mm、長さ34mmで、その長さ方向の視
認側基板の一側面が背面側基板よりも2mm突出したもの
である。なお前記の背面側基板における透明電極は、ラ
ビング処理前にエッチングして2分割した。
冷陰極管を配置し、銀蒸着のポリエステルフィルムで包
囲してフィルム端部を基板の上下面に両面粘着テープで
接着し冷陰極管を保持固定した。またパネルの視認側上
面に参考例1で得た透明シートをその粘着層を介し接着
して光路変換手段を配置し、透過・反射両用型の液晶表
示装置を得た。
視認側基板に用いたほかは実施例5に準じて透過・反射
両用型の液晶表示装置を得た。
視認側基板に用いたほかは実施例5に準じて透過・反射
両用型の液晶表示装置を得た。
視認側基板に用いたほかは実施例5に準じて透過・反射
両用型の液晶表示装置を得た。
視認側基板に用いたほかは実施例5に準じて透過・反射
両用型の液晶表示装置を得た。
1のガラス基板を背面側基板に用いたほかは実施例5に
準じてTN型液晶セルを形成し、その両側に偏光板(上
記のNPF EGW1145DU)を貼着してノーマリ
ーホワイトの透過型液晶表示パネルを得た。なおパネル
では背面側基板の一側面を視認側基板よりも2mm突出さ
せ、また視認側基板の透明電極をエッチングで2分割し
た。次に前記パネルの背面基板の突出側面に冷陰極管を
配置し、銀蒸着のポリエステルフィルムで包囲してフィ
ルム端部を基板の上下面に両面粘着テープで接着し冷陰
極管を保持固定した。またパネルの背面側下面に参考例
2で得た透明シートをその粘着層を介し接着して光路変
換手段を配置し、透過型の液晶表示装置を得た。
背面側基板に用いたほかは実施例9に準じて透過型の液
晶表示装置を得た。
晶セルに電圧を印加しない状態で冷陰極管を点灯させ、
その点灯モードによる入射側面より10mm、中央部、対
向端より10mmの位置での正面輝度を輝度計(トプコン
社製、BM7)にて視野1度の条件で調べた。また実施
例5〜8、比較例1で得た透過・反射両用型の液晶表示
装置について暗室にて冷陰極管を点灯せず、20度の方
位角で配置したリング状照明装置による外光モードでの
中央部での正面輝度も調べた。
るくてそのバラツキが小さいが、比較例では暗くてその
バラツキも大きいことがわかる。また実施例5〜8より
低屈折率透明層の厚さが大きくなるほど入射側面部での
特性が改善されて明るさの均一性が高くなり、基板との
屈折率差が大きいほど明るさに優れることがわかる。さ
らに反射モードでは比較例との差が小さいことより低屈
折率透明層の付加による反射モードへの影響が小さいこ
ともわかる。
分を表示状態として観察したが実施例5〜9では点灯モ
ード及び実施例5〜8では反射モードにおいてもいずれ
の場合も特に問題なく良好な表示であった。しかし比較
例の点灯モードでは暗くてそのバラツキが大きく非常に
見ずらい表示であった。以上より本発明にては低屈折率
の透明層を付加したガラス基板の使用でカラーフィルタ
による吸収等も防止して均一な輝度分布の透過型や透過
・反射両用型の液晶表示装置を形成でき、光路変換手段
及び照明装置の側面配置との組合せ方式にて導光板の使
用による嵩高化、高重量化を回避しつつ薄型軽量化を達
成して表示品位の良好な液晶表示装置を形成できること
がわかる。
Claims (8)
- 【請求項1】 透明ガラス板にその板よりも低屈折率の
透明層を介して少なくとも導電層を有することを特徴と
するガラス基板。 - 【請求項2】 請求項1において、低屈折率透明層の厚
さと屈折率の積に基づく光路長が100nm以上であるガ
ラス基板。 - 【請求項3】 請求項1又は2において、低屈折率透明
層が無機誘電体からなるガラス基板。 - 【請求項4】 請求項1〜3において、導電層が透明で
あるガラス基板。 - 【請求項5】 請求項1〜4において、低屈折率透明層
と導電層の間にカラーフィルタ層を有するガラス基板。 - 【請求項6】 視認側と背面側のセル基板をそれらに設
けた電極の側を対向させて配置した間に液晶を挟持して
なる液晶セルを少なくとも具備する液晶表示パネルを有
してなり、かつ前記の視認側と背面側のセル基板の一方
又は両方が請求項1〜5に記載のガラス基板からなるこ
とを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項7】 請求項6において、液晶表示パネルが液
晶セルの片側又は両側に偏光板を有する液晶表示装置。 - 【請求項8】 請求項6又は7において、液晶表示パネ
ルがその1又は2以上の側面に照明装置を有し、かつ請
求項1〜5に記載のガラス基板からなる視認側又は背面
側のセル基板の外側に、そのセル基板を介して入射する
前記照明装置による照明光を反射して他方のセル基板側
に光路変換する手段を有する液晶表示装置。
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