JP2004062060A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】光源からの漏れ光を導光体へ再入射させて照明光の利用効率を向上させ、かつ、液晶パネルの表示領域を除く領域を遮蔽して表示品質を向上させることができる。
【解決手段】光反射兼吸収テープ5が、偏光板13に隣接して第1の透明基板11に貼着されており、偏光板13との間の隙間をできる限り小さくし、かつ、偏光板13が貼着されている領域を除いた領域を覆うように設けられている。光反射兼吸収テープ5は、例えば白色のポリエチレンテレフタレートからなる基材の第1の透明基板11に臨む側に、光を吸収し、可視光の遮光率が高い材料からなる光吸収層が形成されている。また、光吸収層とは反対側、すなわち、照明部3に臨む側における基材上には、可視光の反射率の高い光反射層が形成されている。
【選択図】図2
【解決手段】光反射兼吸収テープ5が、偏光板13に隣接して第1の透明基板11に貼着されており、偏光板13との間の隙間をできる限り小さくし、かつ、偏光板13が貼着されている領域を除いた領域を覆うように設けられている。光反射兼吸収テープ5は、例えば白色のポリエチレンテレフタレートからなる基材の第1の透明基板11に臨む側に、光を吸収し、可視光の遮光率が高い材料からなる光吸収層が形成されている。また、光吸収層とは反対側、すなわち、照明部3に臨む側における基材上には、可視光の反射率の高い光反射層が形成されている。
【選択図】図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、特にバックライト方式の液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置は、CRT(Cathode Ray Tube) 、PDP(Plasma Display Panel) 、あるいはEL(Electro Luminescence) といった他のディスプレイとは異なり、液晶そのものは発光せずに、特定の光源からの光の透過光量を調節することによって文字や画像を表示する。
【0003】
従来の液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display) は、透過型と、反射型とに大別される。透過型の液晶表示装置は、液晶パネルの背面に、光源(バックライト)としての、蛍光管やEL、LED等を用いた光源が配置される。
上記のバックライト方式の透過型液晶表示装置は、近年ますます需要が高まっているデジタルカメラや、携帯情報端末やモバイルコンピュータに適用されている。
【0004】
図5は、従来のバックライト方式の透過型液晶表示装置の要部断面図である。図5に示す液晶表示装置は、大別して液晶パネル101と、液晶パネル101に後方から照明光を照射する照明部102と、液晶パネル101の液晶を駆動する半導体チップ103とを有する。
【0005】
液晶パネル101は、第1の透明基板111と、当該第1の透明基板111に対向する第2の透明基板112とを有し、第1および第2の透明基板111,112の間には液晶層が保持されている。第1および第2の透明基板111,112の外側には、偏光板113,114が接着固定されている。
【0006】
照明部102は、例えば点状の光を出射するLEDからなる光源121と、当該光源121からの点状の光を導波して面状の照明光として液晶パネル101へ向けて出射する導光板122とを有する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
液晶パネル101には、照明部102からの漏れ光が半導体チップ103へ照射されることによる、半導体チップ103の誤動作を防止する観点から、半導体チップ103の直下における第1の透明基板111上に遮光シート105を貼着している。
【0008】
また、バックライトとなる照明部102には、光源121からの光を導光板122に有効に入射させる観点から、光源121の直上に反射シート104を貼着している。
【0009】
図6(a)に示すように、反射シート104は、基材104aの両面に銀等が蒸着されて形成された光反射層104bを有し、図6(b)に示すように、遮光シート105は、基材105aに黒色の顔料105bが分散されて構成されている。
【0010】
しかしながら、図5に示すように液晶パネル101を構成する各構成部品と、照明部102を構成する各構成部品の配置関係によっては、反射シート104と遮光シート105の配置領域が重なる場合もあり、これらの機能を一部品で構成することができれば組み立て性の向上、部品点数の削減に寄与することができる。
【0011】
また、液晶パネル101には表示領域を規定するブラックマトリクスが形成されているが、通常、ブラックマトリクスは第2の透明基板112に形成されることから、第2の透明基板112が対向していない領域における第1の透明基板111にはブラックマトリクスは存在しない。
【0012】
従って、照明部102からの光が偏光板113を解さずに液晶パネル101へ入射する場合もあることから、このような入射光を有効に遮断する必要もある。
【0013】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源からの漏れ光を導光体へ再入射させて照明光の利用効率を向上させ、かつ、液晶パネルの表示領域を除く領域を遮蔽して表示品質を向上させることができる液晶表示装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、表示領域を規定する遮光領域を有する液晶パネルと、光源と、前記光源からの光を導波して、前記液晶パネルへ照明光を出射する導光体と、前記液晶パネル上に貼着され、前記光源からの漏れ光を反射して前記導光体に再入射させ、かつ、光を吸収して前記液晶パネルへの光の透過を防ぐ遮光体とを有し、前記遮光体は、前記液晶パネルの前記表示領域および前記遮光領域を除く領域に貼着されている。
【0015】
前記遮光体は、基材と、前記光源に臨む側における前記基材上に形成され、前記光源からの漏れ光を反射して前記導光体に再入射させる反射層と、前記液晶パネルに臨む側における前記基材上に形成され、光を吸収して前記液晶パネルへの光の透過を防ぐ遮光層とを有する。
【0016】
前記遮光体が貼着された領域における前記液晶パネル上に搭載された、液晶を駆動する半導体チップをさらに有する。
【0017】
前記表示領域を覆うように、前記照明光が入射する側における前記液晶パネル上に貼着された偏光板をさらに有し、前記遮光体は、前記偏光板に隣接し、前記偏光板の貼着領域を除く領域において前記液晶パネルに貼着されている。
【0018】
上記の本発明の液晶表示装置では、光源から光が出射されると、当該光は導光体により導波されて、液晶パネルを照明する照明光として出射される。
照明光が液晶パネルに照射されると、液晶パネルにより照明光の透過が制御されて、可視情報の表示がなされる。
本発明では、液晶パネルの表示領域および遮光領域を除く領域に遮光体が貼着されており、当該遮光体は、光を反射する機能と、光を吸収する機能を有する。従って、光源あるいは導光体から表示領域以外の領域へ進行した光は、遮光体により反射されて導光体へ再入射されつつ、液晶パネルの表示領域以外の領域は遮蔽される。
【0019】
さらに、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、第1の透明基板と、前記第1の透明基板に対向配置され、表示領域を規定する遮光領域を有する第2の透明基板と、前記第1の透明基板と前記第2の透明基板との間に保持された液晶層と、を有する液晶パネルと、前記第1の透明基板上に搭載され、前記液晶層を駆動する半導体チップと、光源と、前記光源からの光を導波して、前記液晶パネルへ照明光を出射する導光体と、前記第1の透明基板上に貼着され、前記光源からの漏れ光を反射して前記導光体に再入射させ、かつ、光を吸収して前記液晶パネルへの光の透過を防ぐ遮光体とを有し、前記遮光体は、前記表示領域および前記遮光領域を除く領域における前記第1の透明基板上に貼着されている。
【0020】
前記遮光体は、基材と、前記光源に臨む側における前記基材上に形成され、前記光源からの漏れ光を反射して前記導光体に再入射させる反射層と、前記第1の透明基板に臨む側における前記基材上に形成され、光を吸収して前記液晶パネルへの光の透過を防ぐ遮光層とを有する。
【0021】
前記表示領域を覆うように、前記照明光が入射する側における前記第1の透明基板上に貼着された偏光板をさらに有し、前記遮光体は、前記偏光板に隣接し、前記偏光板の貼着領域を除く領域において前記第1の透明基板に貼着されている。
【0022】
上記の本発明の液晶表示装置では、光源から光が出射されると、当該光は導光体により導波されて、液晶パネルを照明する照明光として出射される。
照明光が液晶パネルに照射されると、液晶パネルにより照明光の透過が制御されて、可視情報の表示がなされる。
本発明では、液晶パネルの表示領域および遮光領域を除く領域における第1の透明基板に遮光体が貼着されており、当該遮光体は、光を反射する機能と、光を吸収する機能を有する。
従って、光源あるいは導光体から表示領域以外の領域へ進行した光は、遮光体により反射されて導光体へ再入射されつつ、液晶パネルの表示領域以外の領域は遮蔽される。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の液晶表示装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0024】
図1は、本実施形態に係るバックライト方式の液晶表示装置の概略を示す斜視図である。
図1に示す液晶表示装置は、大別して液晶パネル1と、液晶パネル1に後方から照明光を照射する照明部3と、液晶パネル1の液晶層を駆動する半導体チップ4とを有する。なお、図1には、説明の便宜上、液晶パネル1と照明部3の組み立て前の状態における斜視図を示している。
【0025】
液晶パネル1は、第1の透明基板11と、当該第1の透明基板11に対向する第2の透明基板12とを有し、後述するように第1および第2の透明基板11,12の間には液晶層が保持されている。
【0026】
液晶パネル1の第2の透明基板12には、後述するようにブラックマトリクスが形成されており、当該ブラックマトリクスにより表示領域Cを規定する遮光領域17aが形成されている。
【0027】
第1の透明基板11には、第2の透明基板12に対向する領域の外側に、第1および第2の透明基板11,12の間に保持される液晶層を駆動する半導体チップ4が実装されている。
【0028】
照明部3は、例えば点状の光を出射するLED(Light Emitting Diode) からなる光源31と、当該光源31からの点状の光を導波して面状の照明光として液晶パネル1へ向けて出射する導光板32とを有する。
【0029】
光源31は、導光板32の一端部に形成された複数の収容部32aに収容されており、光を導光板32の内部へ向けて出射する。本実施形態では、導光板32に形成された各収容部32aに2つの光源31が配置されている例を示すが、それ以上の数の光源31を配置してもよい。光源31は、第1の透明基板11上に実装された半導体チップ4に対向する領域に配置されている。
【0030】
導光板32は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶質ポリオレフィン樹脂といった透光性樹脂により形成され、板状に加工されている。なお、図示はしないが、導光板32の裏面側には、導光板32からの漏れ光を反射して再入射させる反射板が形成されている。
【0031】
図2は、図1に示す液晶パネル1とバックライトとなる照明部3の組み立て後におけるA−A’線の断面図である。図3は、液晶パネルの詳細な構成を示す断面図である。
【0032】
図2に示すように、液晶パネル1の表示領域Cおよび遮光領域17aを覆うように、第1の透明基板11の外側に偏光板13が接着固定され、第2の透明基板12の外側に偏光板14が接着固定されている。
【0033】
図3に示すように、第1の透明基板11には、第2の透明基板12に対向する面上に、例えば、マトリクス状に透明な画素電極15が複数形成されており、図示はしないが当該画素電極15に接続するTFT(Thin Film Transistor) 等からなるスイッチング素子が形成され、当該画素電極15およびスイッチング素子を被覆して配向膜16が形成されている。
【0034】
第2の透明基板12には、第1の透明基板11に対向する面上に、例えば、クロム膜からなるブラックマトリクス17が形成されており、当該ブラックマトリクス17の開口内にR(Red)、G(Green)、B(Blue)の各色のカラーフィルタ18が形成されている。なお、最外周のブラックマトリクス17は、図1に示すように表示領域Cを規定する遮光領域17aを形成している。
上記のブラックマトリクス17およびカラーフィルタ18上には、透明な共通電極19が形成されており、共通電極19を被覆して配向膜20が形成されている。
【0035】
第1の透明基板11および第2の透明基板12の配向膜16,20間に液晶層21が保持されており、液晶層21はシール部材22により封止されている。なお、第1の透明基板11および第2の透明基板12の配向膜16,20間には、図示しない複数の粒状のスペーサが配置されており、これによって第1および第2の透明基板11,12の距離が一定に維持されている。
【0036】
また、導光板32には、光出射面32bの反対側の面に、プリズムが形成されており、傾斜の向きおよび角度が異なる2種類の傾斜面32c,32dを有する断面三角形状の凸部が一定方向に連続して形成されている。光出射面32bは、滑らかな平面状とされており、光出射面32bは液晶パネル1に対向配置している。
【0037】
図2に示すように、導光板32の収容部32aに収容された光源31の配置領域と、第1の透明基板11上の半導体チップ4の実装領域とが重なるように構成されており、半導体チップ4が実装された面の裏側における第1の透明基板11には、光反射兼吸収テープ(遮光体)5が貼着されている。
【0038】
光反射兼吸収テープ5は、偏光板13に隣接して第1の透明基板11に貼着されており、偏光板13との間の隙間をできる限り小さくし、かつ、偏光板13が貼着されている領域を除いた領域に設けられている。すなわち、光反射兼吸収テープ5は、液晶パネル1の表示領域Cおよび遮光領域17aを除く領域を有効に遮蔽するように設けられている。
【0039】
図4は、上記の光反射兼吸収テープ5の詳細な構成の一例を示す断面図である。
図4に示すように、光反射兼吸収テープ5は、例えば白色のポリエチレンテレフタレートからなる基材50上に形成された光吸収層51および光反射層52を有する。
【0040】
光吸収層51は、基材50の第1の透明基板11に臨む側に設けられ、光を吸収し、可視光の遮光率が高い材料により形成されている。光吸収層51は、例えば、基材50上に黒色のインキを印刷することにより形成され、例えば、15〜25μm程度の膜厚を有する。このような印刷法により形成された光吸収層51は、99%の可視光遮光率を実現できる。なお、光吸収層51は、カーボンを印刷することにより形成してもよい。
【0041】
光反射層52は、光吸収層51とは反対側、すなわち、基材50の照明部3に臨む側に形成され、可視光の反射率の高い材料により形成されている。光反射層52は、例えば、基材50上に銀を蒸着して形成され、例えば、65μm程度の膜厚を有する。なお、光反射層52は、基材50上に白色のインキを印刷することにより形成してもよい。
【0042】
次に、上記の本実施形態に係る液晶表示装置の動作について説明する。
【0043】
複数の光源31から点状の光がそれぞれ出射され、導光板32の内部に入射されると、その光は、傾斜面32cおよび光出射面32bによる全反射を繰り返しながら進行する。導光板32内を進行する光が、傾斜面32cに到達した場合、この傾斜面32cが所定方向に傾斜している分だけ、この傾斜面32cに対する光の入射角が大きくなるため、その入射角が導光板32の屈折率によって定まる所定の全反射臨界角よりも大きくなり、全反射される。
【0044】
その一方、傾斜面32dは、受けた光を導光板32の光出射面32bに対して小さな入射角で入射させるように反射する役割を有する。従って、傾斜面32dにおいて反射されて光出射面32bに到達した光は、その入射角が全反射臨界角よりも小さくなってそのまま光出射面32bを透過する可能性が高くなり、光出射面32bの各所から光が液晶パネル1の向きに面状の照明光となって効率良く出射されることとなる。
【0045】
液晶パネル1へ照射された光は偏光板13を透過してから液晶パネル1の各所を通過して、半導体チップ4により液晶層21が駆動され、液晶パネル1の液晶層21のオン、オフに応じて、偏光板14からの通過が制御される。
【0046】
偏光板14を通過した光は、外部へ出射し、観察者に認識される。観察者は、偏光板14を通過した光と、偏光板14により吸収された光とのコントラストにより数字、文字、画像等といった可視情報を認識する。
【0047】
上記の動作において、図2に示すように、光源31から導光板32へ入射されずに外部へ出射された光L1は、光反射兼吸収テープ5の光反射層52により反射されて導光板32へ再入射されることとなる。
【0048】
また、光反射層52を透過して半導体チップ4へ向かう光L2がある場合においても、当該光L2は、光反射兼吸収テープ5の吸収層51により吸収されて、半導体チップ4へ光が入射されることによる半導体チップ4の誤動作が防止される。
【0049】
さらに、本実施形態においては、光反射兼吸収テープ5は、液晶パネル1の表示領域Cおよび遮光領域17aを除く領域を覆うように、偏光板13に隣接配置されていることから、偏光板13や液晶層21を介さずに表示領域Cへ向かう光L3をも光反射兼吸収テープ5により反射あるいは吸収される。
【0050】
以上のように、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、偏光板13が貼着されている領域を除いた領域、すなわち、表示領域Cおよび遮光領域17aを除く領域に貼着された光反射兼吸収テープ5を有することから、照明部3からの漏れ光による半導体チップ4の誤動作や、表示領域Cへの漏れ光の侵入を防止することができ、表示品質を向上させることができる。
【0051】
また、光反射兼吸収テープ5には、照明部3に臨む側において、光反射層52を形成していることから、上記の照明部3からの漏れ光を導光板32へ向けて反射することにより、照明光の利用効率を向上させることができる。
【0052】
また、第1の透明基板11に臨む側において、光吸収層51を形成していることから、上記の光反射層52により反射されずに通過した光を吸収して表示領域C以外の領域を有効に遮蔽することができる。
【0053】
さらに、光反射兼吸収テープ5の光吸収層51を印刷法により形成することにより、顔料分散法により形成する場合に比して光吸収層51における可視光遮光率を向上させることができることから、上記の遮蔽効果をさらに高めることができる。
【0054】
本発明の液晶表示装置は、上記の実施形態の説明に限定されない。
例えば、本実施形態においては、薄膜トランジスタを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置について説明したが、単純マトリクス型の液晶表示装置であってもよい。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【0055】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置によれば、光源からの漏れ光を導光体へ再入射させて照明光の利用効率を向上させ、かつ、液晶パネルの表示領域を除く領域を遮蔽して表示品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係るバックライト方式の液晶表示装置の概略を示す斜視図である。
【図2】図1に示す液晶パネルとバックライトとなる照明部の組み立て後におけるA−A’線の断面図である。
【図3】液晶パネルの詳細な構成を示す断面図である。
【図4】液晶パネルに貼着される光反射兼吸収テープの詳細な構成を示す断面図である。
【図5】従来例に係るバックライト方式の透過型液晶表示装置の要部断面図である。
【図6】図6(a)は従来の照明部に貼着される反射シートの断面図であり、図6(b)は従来の液晶パネルに貼着される遮光シートの断面図である。
【符号の説明】
1…液晶パネル、3…照明部、4…半導体チップ、5…光反射兼吸収テープ、11…第1の透明基板、12…第2の透明基板、13,14…偏光板、15…画素電極、16…配向膜、17…ブラックマトリクス、17a…遮光領域、18…カラーフィルタ、19…共通電極、20…配向膜、21…液晶層、22…シール部材、31…光源、32…導光板、32a…収容部、50…基材、51…光吸収層、52…光反射層、101…液晶パネル、102…照明部、103…半導体チップ、104…反射テープ、104a…基材、104b…光反射層、105…遮光テープ、105a…基材、105b…顔料、111…第1の透明基板、112…第2の透明基板、113,114…偏光板。
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、特にバックライト方式の液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置は、CRT(Cathode Ray Tube) 、PDP(Plasma Display Panel) 、あるいはEL(Electro Luminescence) といった他のディスプレイとは異なり、液晶そのものは発光せずに、特定の光源からの光の透過光量を調節することによって文字や画像を表示する。
【0003】
従来の液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display) は、透過型と、反射型とに大別される。透過型の液晶表示装置は、液晶パネルの背面に、光源(バックライト)としての、蛍光管やEL、LED等を用いた光源が配置される。
上記のバックライト方式の透過型液晶表示装置は、近年ますます需要が高まっているデジタルカメラや、携帯情報端末やモバイルコンピュータに適用されている。
【0004】
図5は、従来のバックライト方式の透過型液晶表示装置の要部断面図である。図5に示す液晶表示装置は、大別して液晶パネル101と、液晶パネル101に後方から照明光を照射する照明部102と、液晶パネル101の液晶を駆動する半導体チップ103とを有する。
【0005】
液晶パネル101は、第1の透明基板111と、当該第1の透明基板111に対向する第2の透明基板112とを有し、第1および第2の透明基板111,112の間には液晶層が保持されている。第1および第2の透明基板111,112の外側には、偏光板113,114が接着固定されている。
【0006】
照明部102は、例えば点状の光を出射するLEDからなる光源121と、当該光源121からの点状の光を導波して面状の照明光として液晶パネル101へ向けて出射する導光板122とを有する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
液晶パネル101には、照明部102からの漏れ光が半導体チップ103へ照射されることによる、半導体チップ103の誤動作を防止する観点から、半導体チップ103の直下における第1の透明基板111上に遮光シート105を貼着している。
【0008】
また、バックライトとなる照明部102には、光源121からの光を導光板122に有効に入射させる観点から、光源121の直上に反射シート104を貼着している。
【0009】
図6(a)に示すように、反射シート104は、基材104aの両面に銀等が蒸着されて形成された光反射層104bを有し、図6(b)に示すように、遮光シート105は、基材105aに黒色の顔料105bが分散されて構成されている。
【0010】
しかしながら、図5に示すように液晶パネル101を構成する各構成部品と、照明部102を構成する各構成部品の配置関係によっては、反射シート104と遮光シート105の配置領域が重なる場合もあり、これらの機能を一部品で構成することができれば組み立て性の向上、部品点数の削減に寄与することができる。
【0011】
また、液晶パネル101には表示領域を規定するブラックマトリクスが形成されているが、通常、ブラックマトリクスは第2の透明基板112に形成されることから、第2の透明基板112が対向していない領域における第1の透明基板111にはブラックマトリクスは存在しない。
【0012】
従って、照明部102からの光が偏光板113を解さずに液晶パネル101へ入射する場合もあることから、このような入射光を有効に遮断する必要もある。
【0013】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源からの漏れ光を導光体へ再入射させて照明光の利用効率を向上させ、かつ、液晶パネルの表示領域を除く領域を遮蔽して表示品質を向上させることができる液晶表示装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、表示領域を規定する遮光領域を有する液晶パネルと、光源と、前記光源からの光を導波して、前記液晶パネルへ照明光を出射する導光体と、前記液晶パネル上に貼着され、前記光源からの漏れ光を反射して前記導光体に再入射させ、かつ、光を吸収して前記液晶パネルへの光の透過を防ぐ遮光体とを有し、前記遮光体は、前記液晶パネルの前記表示領域および前記遮光領域を除く領域に貼着されている。
【0015】
前記遮光体は、基材と、前記光源に臨む側における前記基材上に形成され、前記光源からの漏れ光を反射して前記導光体に再入射させる反射層と、前記液晶パネルに臨む側における前記基材上に形成され、光を吸収して前記液晶パネルへの光の透過を防ぐ遮光層とを有する。
【0016】
前記遮光体が貼着された領域における前記液晶パネル上に搭載された、液晶を駆動する半導体チップをさらに有する。
【0017】
前記表示領域を覆うように、前記照明光が入射する側における前記液晶パネル上に貼着された偏光板をさらに有し、前記遮光体は、前記偏光板に隣接し、前記偏光板の貼着領域を除く領域において前記液晶パネルに貼着されている。
【0018】
上記の本発明の液晶表示装置では、光源から光が出射されると、当該光は導光体により導波されて、液晶パネルを照明する照明光として出射される。
照明光が液晶パネルに照射されると、液晶パネルにより照明光の透過が制御されて、可視情報の表示がなされる。
本発明では、液晶パネルの表示領域および遮光領域を除く領域に遮光体が貼着されており、当該遮光体は、光を反射する機能と、光を吸収する機能を有する。従って、光源あるいは導光体から表示領域以外の領域へ進行した光は、遮光体により反射されて導光体へ再入射されつつ、液晶パネルの表示領域以外の領域は遮蔽される。
【0019】
さらに、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、第1の透明基板と、前記第1の透明基板に対向配置され、表示領域を規定する遮光領域を有する第2の透明基板と、前記第1の透明基板と前記第2の透明基板との間に保持された液晶層と、を有する液晶パネルと、前記第1の透明基板上に搭載され、前記液晶層を駆動する半導体チップと、光源と、前記光源からの光を導波して、前記液晶パネルへ照明光を出射する導光体と、前記第1の透明基板上に貼着され、前記光源からの漏れ光を反射して前記導光体に再入射させ、かつ、光を吸収して前記液晶パネルへの光の透過を防ぐ遮光体とを有し、前記遮光体は、前記表示領域および前記遮光領域を除く領域における前記第1の透明基板上に貼着されている。
【0020】
前記遮光体は、基材と、前記光源に臨む側における前記基材上に形成され、前記光源からの漏れ光を反射して前記導光体に再入射させる反射層と、前記第1の透明基板に臨む側における前記基材上に形成され、光を吸収して前記液晶パネルへの光の透過を防ぐ遮光層とを有する。
【0021】
前記表示領域を覆うように、前記照明光が入射する側における前記第1の透明基板上に貼着された偏光板をさらに有し、前記遮光体は、前記偏光板に隣接し、前記偏光板の貼着領域を除く領域において前記第1の透明基板に貼着されている。
【0022】
上記の本発明の液晶表示装置では、光源から光が出射されると、当該光は導光体により導波されて、液晶パネルを照明する照明光として出射される。
照明光が液晶パネルに照射されると、液晶パネルにより照明光の透過が制御されて、可視情報の表示がなされる。
本発明では、液晶パネルの表示領域および遮光領域を除く領域における第1の透明基板に遮光体が貼着されており、当該遮光体は、光を反射する機能と、光を吸収する機能を有する。
従って、光源あるいは導光体から表示領域以外の領域へ進行した光は、遮光体により反射されて導光体へ再入射されつつ、液晶パネルの表示領域以外の領域は遮蔽される。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の液晶表示装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0024】
図1は、本実施形態に係るバックライト方式の液晶表示装置の概略を示す斜視図である。
図1に示す液晶表示装置は、大別して液晶パネル1と、液晶パネル1に後方から照明光を照射する照明部3と、液晶パネル1の液晶層を駆動する半導体チップ4とを有する。なお、図1には、説明の便宜上、液晶パネル1と照明部3の組み立て前の状態における斜視図を示している。
【0025】
液晶パネル1は、第1の透明基板11と、当該第1の透明基板11に対向する第2の透明基板12とを有し、後述するように第1および第2の透明基板11,12の間には液晶層が保持されている。
【0026】
液晶パネル1の第2の透明基板12には、後述するようにブラックマトリクスが形成されており、当該ブラックマトリクスにより表示領域Cを規定する遮光領域17aが形成されている。
【0027】
第1の透明基板11には、第2の透明基板12に対向する領域の外側に、第1および第2の透明基板11,12の間に保持される液晶層を駆動する半導体チップ4が実装されている。
【0028】
照明部3は、例えば点状の光を出射するLED(Light Emitting Diode) からなる光源31と、当該光源31からの点状の光を導波して面状の照明光として液晶パネル1へ向けて出射する導光板32とを有する。
【0029】
光源31は、導光板32の一端部に形成された複数の収容部32aに収容されており、光を導光板32の内部へ向けて出射する。本実施形態では、導光板32に形成された各収容部32aに2つの光源31が配置されている例を示すが、それ以上の数の光源31を配置してもよい。光源31は、第1の透明基板11上に実装された半導体チップ4に対向する領域に配置されている。
【0030】
導光板32は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶質ポリオレフィン樹脂といった透光性樹脂により形成され、板状に加工されている。なお、図示はしないが、導光板32の裏面側には、導光板32からの漏れ光を反射して再入射させる反射板が形成されている。
【0031】
図2は、図1に示す液晶パネル1とバックライトとなる照明部3の組み立て後におけるA−A’線の断面図である。図3は、液晶パネルの詳細な構成を示す断面図である。
【0032】
図2に示すように、液晶パネル1の表示領域Cおよび遮光領域17aを覆うように、第1の透明基板11の外側に偏光板13が接着固定され、第2の透明基板12の外側に偏光板14が接着固定されている。
【0033】
図3に示すように、第1の透明基板11には、第2の透明基板12に対向する面上に、例えば、マトリクス状に透明な画素電極15が複数形成されており、図示はしないが当該画素電極15に接続するTFT(Thin Film Transistor) 等からなるスイッチング素子が形成され、当該画素電極15およびスイッチング素子を被覆して配向膜16が形成されている。
【0034】
第2の透明基板12には、第1の透明基板11に対向する面上に、例えば、クロム膜からなるブラックマトリクス17が形成されており、当該ブラックマトリクス17の開口内にR(Red)、G(Green)、B(Blue)の各色のカラーフィルタ18が形成されている。なお、最外周のブラックマトリクス17は、図1に示すように表示領域Cを規定する遮光領域17aを形成している。
上記のブラックマトリクス17およびカラーフィルタ18上には、透明な共通電極19が形成されており、共通電極19を被覆して配向膜20が形成されている。
【0035】
第1の透明基板11および第2の透明基板12の配向膜16,20間に液晶層21が保持されており、液晶層21はシール部材22により封止されている。なお、第1の透明基板11および第2の透明基板12の配向膜16,20間には、図示しない複数の粒状のスペーサが配置されており、これによって第1および第2の透明基板11,12の距離が一定に維持されている。
【0036】
また、導光板32には、光出射面32bの反対側の面に、プリズムが形成されており、傾斜の向きおよび角度が異なる2種類の傾斜面32c,32dを有する断面三角形状の凸部が一定方向に連続して形成されている。光出射面32bは、滑らかな平面状とされており、光出射面32bは液晶パネル1に対向配置している。
【0037】
図2に示すように、導光板32の収容部32aに収容された光源31の配置領域と、第1の透明基板11上の半導体チップ4の実装領域とが重なるように構成されており、半導体チップ4が実装された面の裏側における第1の透明基板11には、光反射兼吸収テープ(遮光体)5が貼着されている。
【0038】
光反射兼吸収テープ5は、偏光板13に隣接して第1の透明基板11に貼着されており、偏光板13との間の隙間をできる限り小さくし、かつ、偏光板13が貼着されている領域を除いた領域に設けられている。すなわち、光反射兼吸収テープ5は、液晶パネル1の表示領域Cおよび遮光領域17aを除く領域を有効に遮蔽するように設けられている。
【0039】
図4は、上記の光反射兼吸収テープ5の詳細な構成の一例を示す断面図である。
図4に示すように、光反射兼吸収テープ5は、例えば白色のポリエチレンテレフタレートからなる基材50上に形成された光吸収層51および光反射層52を有する。
【0040】
光吸収層51は、基材50の第1の透明基板11に臨む側に設けられ、光を吸収し、可視光の遮光率が高い材料により形成されている。光吸収層51は、例えば、基材50上に黒色のインキを印刷することにより形成され、例えば、15〜25μm程度の膜厚を有する。このような印刷法により形成された光吸収層51は、99%の可視光遮光率を実現できる。なお、光吸収層51は、カーボンを印刷することにより形成してもよい。
【0041】
光反射層52は、光吸収層51とは反対側、すなわち、基材50の照明部3に臨む側に形成され、可視光の反射率の高い材料により形成されている。光反射層52は、例えば、基材50上に銀を蒸着して形成され、例えば、65μm程度の膜厚を有する。なお、光反射層52は、基材50上に白色のインキを印刷することにより形成してもよい。
【0042】
次に、上記の本実施形態に係る液晶表示装置の動作について説明する。
【0043】
複数の光源31から点状の光がそれぞれ出射され、導光板32の内部に入射されると、その光は、傾斜面32cおよび光出射面32bによる全反射を繰り返しながら進行する。導光板32内を進行する光が、傾斜面32cに到達した場合、この傾斜面32cが所定方向に傾斜している分だけ、この傾斜面32cに対する光の入射角が大きくなるため、その入射角が導光板32の屈折率によって定まる所定の全反射臨界角よりも大きくなり、全反射される。
【0044】
その一方、傾斜面32dは、受けた光を導光板32の光出射面32bに対して小さな入射角で入射させるように反射する役割を有する。従って、傾斜面32dにおいて反射されて光出射面32bに到達した光は、その入射角が全反射臨界角よりも小さくなってそのまま光出射面32bを透過する可能性が高くなり、光出射面32bの各所から光が液晶パネル1の向きに面状の照明光となって効率良く出射されることとなる。
【0045】
液晶パネル1へ照射された光は偏光板13を透過してから液晶パネル1の各所を通過して、半導体チップ4により液晶層21が駆動され、液晶パネル1の液晶層21のオン、オフに応じて、偏光板14からの通過が制御される。
【0046】
偏光板14を通過した光は、外部へ出射し、観察者に認識される。観察者は、偏光板14を通過した光と、偏光板14により吸収された光とのコントラストにより数字、文字、画像等といった可視情報を認識する。
【0047】
上記の動作において、図2に示すように、光源31から導光板32へ入射されずに外部へ出射された光L1は、光反射兼吸収テープ5の光反射層52により反射されて導光板32へ再入射されることとなる。
【0048】
また、光反射層52を透過して半導体チップ4へ向かう光L2がある場合においても、当該光L2は、光反射兼吸収テープ5の吸収層51により吸収されて、半導体チップ4へ光が入射されることによる半導体チップ4の誤動作が防止される。
【0049】
さらに、本実施形態においては、光反射兼吸収テープ5は、液晶パネル1の表示領域Cおよび遮光領域17aを除く領域を覆うように、偏光板13に隣接配置されていることから、偏光板13や液晶層21を介さずに表示領域Cへ向かう光L3をも光反射兼吸収テープ5により反射あるいは吸収される。
【0050】
以上のように、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、偏光板13が貼着されている領域を除いた領域、すなわち、表示領域Cおよび遮光領域17aを除く領域に貼着された光反射兼吸収テープ5を有することから、照明部3からの漏れ光による半導体チップ4の誤動作や、表示領域Cへの漏れ光の侵入を防止することができ、表示品質を向上させることができる。
【0051】
また、光反射兼吸収テープ5には、照明部3に臨む側において、光反射層52を形成していることから、上記の照明部3からの漏れ光を導光板32へ向けて反射することにより、照明光の利用効率を向上させることができる。
【0052】
また、第1の透明基板11に臨む側において、光吸収層51を形成していることから、上記の光反射層52により反射されずに通過した光を吸収して表示領域C以外の領域を有効に遮蔽することができる。
【0053】
さらに、光反射兼吸収テープ5の光吸収層51を印刷法により形成することにより、顔料分散法により形成する場合に比して光吸収層51における可視光遮光率を向上させることができることから、上記の遮蔽効果をさらに高めることができる。
【0054】
本発明の液晶表示装置は、上記の実施形態の説明に限定されない。
例えば、本実施形態においては、薄膜トランジスタを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置について説明したが、単純マトリクス型の液晶表示装置であってもよい。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【0055】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置によれば、光源からの漏れ光を導光体へ再入射させて照明光の利用効率を向上させ、かつ、液晶パネルの表示領域を除く領域を遮蔽して表示品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係るバックライト方式の液晶表示装置の概略を示す斜視図である。
【図2】図1に示す液晶パネルとバックライトとなる照明部の組み立て後におけるA−A’線の断面図である。
【図3】液晶パネルの詳細な構成を示す断面図である。
【図4】液晶パネルに貼着される光反射兼吸収テープの詳細な構成を示す断面図である。
【図5】従来例に係るバックライト方式の透過型液晶表示装置の要部断面図である。
【図6】図6(a)は従来の照明部に貼着される反射シートの断面図であり、図6(b)は従来の液晶パネルに貼着される遮光シートの断面図である。
【符号の説明】
1…液晶パネル、3…照明部、4…半導体チップ、5…光反射兼吸収テープ、11…第1の透明基板、12…第2の透明基板、13,14…偏光板、15…画素電極、16…配向膜、17…ブラックマトリクス、17a…遮光領域、18…カラーフィルタ、19…共通電極、20…配向膜、21…液晶層、22…シール部材、31…光源、32…導光板、32a…収容部、50…基材、51…光吸収層、52…光反射層、101…液晶パネル、102…照明部、103…半導体チップ、104…反射テープ、104a…基材、104b…光反射層、105…遮光テープ、105a…基材、105b…顔料、111…第1の透明基板、112…第2の透明基板、113,114…偏光板。
Claims (7)
- 表示領域を規定する遮光領域を有する液晶パネルと、
光源と、
前記光源からの光を導波して、前記液晶パネルへ照明光を出射する導光体と、
前記液晶パネル上に貼着され、前記光源からの漏れ光を反射して前記導光体に再入射させ、かつ、光を吸収して前記液晶パネルへの光の透過を防ぐ遮光体とを有し、
前記遮光体は、前記液晶パネルの前記表示領域および前記遮光領域を除く領域に貼着されている
液晶表示装置。 - 前記遮光体は、
基材と、
前記光源に臨む側における前記基材上に形成され、前記光源からの漏れ光を反射して前記導光体に再入射させる反射層と、
前記液晶パネルに臨む側における前記基材上に形成され、光を吸収して前記液晶パネルへの光の透過を防ぐ遮光層と
を有する請求項1記載の液晶表示装置。 - 前記遮光体が貼着された領域における前記液晶パネル上に搭載された、液晶を駆動する半導体チップをさらに有する
請求項1記載の液晶表示装置。 - 前記表示領域を覆うように、前記照明光が入射する側における前記液晶パネル上に貼着された偏光板をさらに有し、
前記遮光体は、前記偏光板に隣接し、前記偏光板の貼着領域を除く領域において前記液晶パネルに貼着されている
請求項1記載の液晶表示装置。 - 第1の透明基板と、
前記第1の透明基板に対向配置され、表示領域を規定する遮光領域を有する第2の透明基板と、
前記第1の透明基板と前記第2の透明基板との間に保持された液晶層と、
を有する液晶パネルと、
前記第1の透明基板上に搭載され、前記液晶層を駆動する半導体チップと、
光源と、
前記光源からの光を導波して、前記液晶パネルへ照明光を出射する導光体と、
前記第1の透明基板上に貼着され、前記光源からの漏れ光を反射して前記導光体に再入射させ、かつ、光を吸収して前記液晶パネルへの光の透過を防ぐ遮光体とを有し、
前記遮光体は、前記表示領域および前記遮光領域を除く領域における前記第1の透明基板に貼着されている
液晶表示装置。 - 前記遮光体は、
基材と、
前記光源に臨む側における前記基材上に形成され、前記光源からの漏れ光を反射して前記導光体に再入射させる反射層と、
前記第1の透明基板に臨む側における前記基材上に形成され、光を吸収して前記液晶パネルへの光の透過を防ぐ遮光層と
を有する請求項5記載の液晶表示装置。 - 前記表示領域を覆うように、前記照明光が入射する側における前記第1の透明基板上に貼着された偏光板をさらに有し、
前記遮光体は、前記偏光板に隣接し、前記偏光板の貼着領域を除く領域において前記第1の透明基板に貼着されている
請求項5記載の液晶表示装置。
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- 2002-07-31 JP JP2002223632A patent/JP2004062060A/ja active Pending
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