JP2004354487A

JP2004354487A - 液晶表示装置及び偏光板

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Publication number: JP2004354487A
Application number: JP2003149437A
Authority: JP
Inventors: Tatsuaki Kuji; 龍明久慈; Shoichi Kurauchi; 昭一倉内
Original assignee: Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd
Current assignee: Japan Display Central Inc
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【課題】多層構造の偏光板を使用し且つ薄型化に有利な構造を有する液晶表示装置及びそれに使用する偏光板を提供する。
【解決手段】液晶表示装置１は、互いに対向した一対の基板２１ａ，２１ｂとそれらの間に介在した液晶層２２とを備えた液晶表示パネル２と、前記液晶表示パネル２の前面周縁部を被覆するとともに前記液晶表示パネル２の中央部に対応した位置に前記液晶表示パネル２よりも小さな寸法の開口を有する前面枠状部５１ａと、前記前面枠状部５１ａの開口内に配置された第１前面光学層３１ａ及び前記第１前面光学層３１ａと前記液晶表示パネル２との間に介在するとともに前記前面枠状部５１ａの開口よりも寸法が大きな第２前面光学層３２ａを備えた前面偏光板３ａと、前記第２前面光学層３２ａの前面周縁部と前記前面枠状部５１ａとの間に介在した前面接着剤層３２２ａとを具備したことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置及び偏光板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置に対する軽量化、薄型化、低消費電力化についての要求は益々高まっている。そのため、液晶表示パネルを支持するフレームの薄肉化などが図られている（以下の特許文献１を参照のこと）。
【０００３】
ところで、液晶表示装置には、軽量化、薄型化、低消費電力化についての要求に加え、光学特性向上の要求も年々厳しくなってきている。そのため、所望の視野角やコントラスト等を達成すべく、偏光板に複雑な構造を採用するようになってきている。例えば、偏光フィルムと位相差フィルムや液晶フィルムなどとの積層体を偏光板として使用することにより、視野角の補償が可能となる。
しかしながら、多層構造の偏光板を使用すると、液晶表示装置の薄型化が妨げられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３１７９１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、多層構造の偏光板を使用し且つ薄型化に有利な構造を有する液晶表示装置及びそれに使用する偏光板を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面によると、互いに対向した一対の基板とそれらの間に介在した液晶層とを備えた液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの前面周縁部を被覆するとともに前記液晶表示パネルの中央部に対応した位置に前記液晶表示パネルよりも小さな寸法の開口を有する前面枠状部と、前記前面枠状部の開口内に配置された第１前面光学層及び前記第１前面光学層と前記液晶表示パネルとの間に介在するとともに前記前面枠状部の開口よりも寸法が大きな第２前面光学層を備えた前面偏光板と、前記第２前面光学層の前面周縁部と前記前面枠状部との間に介在した前面接着剤層とを具備したことを特徴とする液晶表示装置が提供される。
【０００７】
本発明の第２の側面によると、互いに対向した一対の基板とそれらの間に介在した液晶層とを備えた液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの背面周縁部を被覆するとともに前記液晶表示パネルの中央部に対応した位置に前記液晶表示パネルよりも小さな寸法の開口を有する背面枠状部と、前記背面枠状部の開口内に配置されたバックライトと、前記背面枠状部の開口内に配置された第１背面光学層及び前記第１背面光学層と前記液晶表示パネルとの間に介在するとともに前記背面枠状部の開口よりも寸法が大きな第２背面光学層を備えた背面偏光板と、前記第２背面光学層の背面周縁部と前記背面枠状部との間に介在した背面接着剤層とを具備したことを特徴とする液晶表示装置が提供される。
【０００８】
本発明の第３の側面によると、第１光学層と、前記第１光学層に対向するとともに前記第１光学層よりも寸法が大きな第２光学層とを具備し、前記第１光学層と前記第２光学層との寸法の違いに由来した段差が外周に沿って設けられたことを特徴とする液晶表示装置用の偏光板が提供される。
【０００９】
第１乃至第３の側面において、接着剤層は第２光学層と第１光学層との間にさらに介在していてもよい。すなわち、第１の側面において、前面接着剤層は第２前面光学層と第１前面光学層との間にさらに介在していてもよい。また、第２の側面において、背面接着剤層は第２背面光学層と第１背面光学層との間にさらに介在していてもよい。
【００１０】
第１乃至第３の側面において、第１光学層は偏光フィルムを備えていてもよい。また、第２光学層は位相差フィルムを備えていてもよい。すなわち、第１の側面において、第１前面光学層は偏光フィルムを備え、第２前面光学層は位相差フィルムを備えていてもよい。また、第２の側面において、第１背面光学層は偏光フィルムを備え、第２背面光学層は位相差フィルムを備えていてもよい。
【００１１】
第１の側面に係る液晶表示装置は、液晶表示パネルの背面周縁部を被覆するとともに液晶表示パネルの中央部に対応した位置に液晶表示パネルよりも小さな寸法の開口を有する背面枠状部と、背面枠状部の開口内に配置されたバックライトと、バックライトと液晶表示パネルとの間に介在した背面偏光板と、背面偏光板の背面周縁部と背面枠状部との間に介在した背面接着剤層とをさらに具備していてもよい。
【００１２】
この場合、背面偏光板は、背面枠状部の開口内に配置された第１背面光学層及び第１背面光学層と液晶表示パネルとの間に介在するとともに背面枠状部の開口よりも寸法が大きな第２背面光学層を備えていてもよい。この場合、背面接着剤層は第２背面光学層と第１背面光学層との間にさらに介在していてもよい。
【００１３】
なお、ここでは、用語「前面」は、「観察者側の面」または「観察者側に位置した」ことを表現するのに利用することとする。また、用語「背面」は、「観察者側の面の裏面」または「観察者側の反対側に位置した」ことを表現するのに利用することとする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様または類似の機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置用の偏光板を概略的に示す断面図である。図１に示す偏光板３は、第１光学層３１と、第１光学層３１よりも寸法が大きな第２光学層３２とを備えている。第１光学層３１と第２光学層３２とは積層されており、この偏光板３は、第２光学層３２が第１光学層３１と図示しない液晶パネルとの間に位置するように使用する。
【００１６】
偏光板３には、その外周に沿って、第１光学層３１と第２光学層３２との寸法の違いに由来した段差が設けられている。この段差の幅，すなわち、第２光学層３２の第１光学層３１と対向した面のうち第１光学層３１から露出した帯状領域の幅，は、例えば、約１ｍｍ乃至約５ｃｍの範囲内にある。また、この段差の高さ，ここでは第１光学層３１の厚さ，は、例えば、約０．０１ｍｍ乃至約５ｍｍの範囲内にある。
【００１７】
第１光学層３１及び第２光学層３２は、典型的には、何れも光学的異方性を有する異方性光学層である。通常、第１光学層３１は偏光フィルム３１１を含み、第２光学層３２は位相差フィルム３２１のような他の異方性光学層を含む。なお、図１に示す例では、第１光学層３１は偏光フィルム３１１と保護層３１２と保護層及び／または光学補償フィルム３１３とを含んでおり、第２光学層３２は位相差フィルム３２１と第１接着剤層３２２と第２接着剤層３２３とを含んでいる。
【００１８】
偏光フィルム３１１は、例えば、ポリビニルアルコールフィルムなどの樹脂フィルムにヨウ素や染料などの二色性色素を吸着或いは染色させ、一軸延伸して配向させたものである。そのような偏光フィルム３１１は、機械的強度が低く、吸水性も高い。そのため、上記の偏光フィルム３１１を使用する場合、通常、偏光フィルム３１１の機械的強度を高めるとともに偏光フィルム３１１への水分の浸入を防ぐ目的で、保護層３１２及び３１３を設ける。保護層３１２及び３１３としては、例えば、三酢酸セルロースフィルムなどを使用することができる。
【００１９】
光学補償フィルム３１３は、高分子液晶を用いたフィルムである。光学補償フィルム３１３は、視野角補償などを目的として設けることができる。
【００２０】
位相差フィルム３２１は、例えば、１／４波長板である。位相差フィルム３２１は、１つの波長板のみで構成してもよく、或いは、複数の波長板を積層することにより構成してもよい。位相差フィルム３２１を複数の波長板で構成する場合、全ての波長板を第２光学層３２内に配置してもよい。或いは、一部の波長板を第２光学層３２内に配置し、残りの波長板を第１光学層３１内にであって偏光フィルム３１１と第２光学層３２との間に配置してもよい。
【００２１】
第１接着剤層３２２は、第１光学層３１と第２光学層３２とを貼り合せるために設ける。また、第２接着層３２３は、偏光板３を図示しない液晶表示パネルに貼り付けるために設ける。第１接着剤層３２２及び第２接着剤層３２３は、位相差フィルム３２１の両面に接着剤を塗布することにより得られる。
【００２２】
図２は、図１に示す偏光板を用いた液晶表示装置を概略的に示す平面図である。また、図３は、図２に示す液晶表示装置のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００２３】
図２及び図３に示す液晶表示装置１は、透過型の液晶表示パネル２と、前面偏光板３ａと、背面偏光板３ｂと、バックライト４と、支持体５とを備えている。この液晶表示装置１では、図１に示す偏光板３を前面偏光板３ａ及び背面偏光板３ｂとして使用している。なお、図２及び図３では、前面偏光板３ａの各構成要素と背面偏光板３ｂの各構成要素とを区別するために、前面偏光板３ａ及び背面偏光板３ｂの各構成要素の参照符号には添え字“ａ”及び“ｂ”をそれぞれ付している。
【００２４】
液晶表示パネル２は、対向して配置された一対の基板２１ａ及び２１ｂと、それらの対向面周縁部に設けられた図示しない接着剤層と、それらによって囲まれた空間を満たした液晶材料からなる液晶層２２とを含んでいる。ここでは、一例として、液晶表示パネル２は、対角サイズが１７インチの有効表示領域を有するカラー表示が可能なＴＮ（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）モードの液晶表示パネルであることとする。
【００２５】
基板２１ｂは、例えば、アクティブマトリクス基板であり、基板２１ａは、例えば、対向基板である。通常、基板２１ａ及び２１ｂの何れかの対向面にカラーフィルタ層が設けられる。
【００２６】
前面偏光板３ａの第１光学層，すなわち第１前面光学層，３１ａは液晶表示パネル２よりも小さな寸法を有しており、前面偏光板３ａの第２光学層，すなわち第２前面光学層，３２ａは液晶表示パネル２とほぼ等しい寸法を有している。同様に、背面偏光板３ｂの第１光学層，すなわち第１背面光学層，３１ｂは液晶表示パネル２よりも小さな寸法を有しており、背面偏光板３ｂの第２光学層，すなわち第２背面光学層，３２ｂは液晶表示パネル２とほぼ等しい寸法を有している。前面偏光板３ａ及び背面偏光板３ｂは、液晶表示パネル２とほぼ等しい寸法を有している。前面偏光板３ａ及び背面偏光板３ｂは、それぞれ、第２前面接着剤層３２３ａ及び第２背面接着剤層３２３ｂにより液晶表示パネル２に貼り付けられている。なお、ここでは、一例として、前面偏光板３ａに設けられた段差及び背面偏光板３ｂに設けられた段差は何れも、幅が２ｍｍであり、高さが２００μｍであることとする。
【００２７】
バックライト４は、例えば、冷陰極蛍光燈のようなランプと、ランプからの放出される光の一部を反射するリフレクタと、ランプからの直接光またはリフレクタで反射された反射光を液晶表示パネル２へと導く導光板とを備えている。典型的には、導光板と液晶表示パネル２との間には、拡散板やプリズムシートなどが配置される。
【００２８】
支持体５は、前面枠状部５１ａと、背面枠状部５１ｂと、中央枠状部５２とを備えている。中央枠状部５２の開口は、液晶表示パネル２よりも僅かに大きな寸法を有している。他方、前面枠状部５１ａ及び背面枠状部５１ｂの開口は、液晶表示パネル２よりも小さな寸法を有している。前面枠状部５１ａの開口は、第１前面光学層３１ａの寸法よりも大きく且つ第２前面光学層３２ａの寸法よりも小さい。また、背面枠状部５１ｂの開口は、第１背面光学層３１ｂの寸法よりも大きく且つ第２背面光学層３２ｂの寸法よりも小さい。前面偏光板３ａは第１前面接着剤層３２２ａにより前面枠状部５１ａに貼り付けられており、背面偏光板３ｂは第１背面接着剤層３２２ｂにより背面枠状部５１ｂに貼り付けられている。
【００２９】
なお、図３では、簡略化のため、支持体５を１つの部材として描いているが、支持体５は複数の部材により構成される。例えば、支持体５は、液晶パネル２などを前面側から支持するフレームと背面側から支持するフレームとの組み合わせのように、２つ以上のフレームの組み合わせにより構成することができる。
【００３０】
図３に示す構造は、多層構造の偏光板３ａ及び３ｂを使用していながらも、薄型化に有利である。これについては、図１及び図３を図４及び図５と対比しながら説明する。なお、図１に示す構造の偏光板３を前面偏光板３ａとして用いることにより得られる効果と、図１に示す構造の偏光板３を背面偏光板３ｂとして用いることにより得られる効果とはほぼ等しいので、ここでは、前者に関する説明のみを行い、後者に関する説明は省略する。
【００３１】
図４は、一般的な多層構造の偏光板の一例を概略的に示す断面図である。また、図５は、図４に示す偏光板を用いた液晶表示装置を概略的に示す断面図である。
【００３２】
図４に示す偏光板３は、第１光学層３１と第２光学層３２とが互いに等しい寸法を有していること以外は、図１に示す偏光板３と同様の構造を有している。このような偏光板３を前面偏光板３ａとして使用する場合、例えば、図５に示すように、前面偏光板３ａを第２前面接着剤層３２３ａにより液晶表示パネル２の基板２１ａの前面に貼り付け、保護層３１２ａの前面周縁部と前面枠状部５１ａとの間に接着剤層または両面粘着フィルム６を介在させることにより前面偏光板３ａを支持体５に貼り付ける。
【００３３】
このような構造では、第１前面光学層３１ａは、前面枠状部５１ａと第２前面光学層３２ａとの間に介在している。しかも、図５に示す構造では、前面偏光板３ａを支持体５に貼り付けるために、第１前面光学層３１ａと前面枠状部５１ａとの間に接着剤層または両面粘着フィルム６を介在させなければならない。
【００３４】
これに対し、図３に示す構造では、第１前面光学層３１ａは前面枠状部５１ａの開口内に位置している。また、図３に示す構造では、第１前面光学層３１ａと第２前面光学層３２ａとを貼り合わせている接着剤層３２２ａを、前面偏光板３ａと支持体５との貼り合わせにも利用している。そのため、図３に示す構造を採用すると、図５に示す構造を採用した場合に比べ、より薄い液晶表示装置１を実現することができる。
【００３５】
なお、前面偏光板３ａとして、第１前面光学層３１ａ及び第２前面光学層３２ａの双方が前面枠状体５１ａの開口よりも寸法が小さいものを使用すれば、多層構造の前面偏光板３ａを使用していながらも薄型化が可能である。しかしながら、この構造では、液晶表示パネル２の前面周縁部は第２前面光学層３２ａによって被覆されず、液晶表示パネル２が接着剤層または両面粘着フィルムのみを介して前面枠状部５１ａに接触することとなる。そのため、この構造によると、液晶表示パネル２の破損を生じ易い。また、この構造では、前面偏光板３ａを支持体５に貼り付けるための接着剤層または両面粘着フィルム６は不要であるが、液晶表示パネル２と前面枠状体５１ａとを貼り合せるための接着剤層または両面粘着フィルムが必要となる。すなわち、このような構造を採用した場合、製造プロセスが複雑化してしまう。
【００３６】
これに対し、図３に示す構造では、液晶表示パネル２の前面周縁部は第２前面光学層３２ａによって被覆され、液晶表示パネル２は第２前面光学層３２ａを介して前面枠状部５１ａに接触することとなる。そのため、この構造によると、液晶表示パネル２の破損を生じ難い。また、この構造では、上記の通り、前面偏光板３ａを支持体５に貼り付けるための接着剤層または両面粘着フィルム６は不要であり、液晶表示パネル２と前面枠状体５１ａとを貼り合せるための接着剤層または両面粘着フィルムも不要である。すなわち、図３に示す構造を採用すると、製造プロセスを簡略化することができる。
【００３７】
以上、液晶表示装置１がＴＮモードの液晶表示パネル２を備えている場合を例に説明したが、液晶表示装置１がホモジニアスモードやＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ−ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）モードのような他の表示モードの液晶表示パネル２を備えている場合も先と同様の効果を得ることができる。また、上記実施形態では、液晶表示装置１が透過型の液晶表示パネル２を備えている場合を例に説明したが、液晶表示装置１が半透過型や反射型の液晶表示パネル２を備えている場合も先と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によると、多層構造の偏光板を使用し且つ薄型化に有利な構造を有する液晶表示装置及びそれに使用する偏光板が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置用の偏光板を概略的に示す断面図。
【図２】図１に示す偏光板を用いた液晶表示装置を概略的に示す平面図。
【図３】図２に示す液晶表示装置のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図４】一般的な多層構造の偏光板の一例を概略的に示す断面図。
【図５】図４に示す偏光板を用いた液晶表示装置を概略的に示す断面図。
【符号の説明】
１…液晶表示装置、２…液晶表示パネル、３…偏光板、３ａ…前面偏光板、３ｂ…背面偏光板、４…バックライト、５…支持体、６…接着剤層または両面粘着フィルム、２１ａ…基板、２１ｂ…基板、２２…液晶層、３１…第１光学層、３１ａ…第１前面光学層、３１ｂ…第１背面光学層、３２…第２光学層、３２ａ…第２前面光学層、３２ｂ…第２背面光学層、５１ａ…前面枠状部、５１ｂ…背面枠状部、５２…中央枠状部、３１１…偏光フィルム、３１１ａ…前面偏光フィルム、３１１ｂ…背面偏光フィルム、３１２…保護層、３１２ａ…前面保護層、３１２ｂ…背面保護層、３１３…保護層及び／または光学補償フィルム、３１３ａ…前面保護層及び／または光学補償フィルム、３１３ｂ…背面保護層及び／または光学補償フィルム、３２１…位相差フィルム、３２１ａ…前面位相差フィルム、３２１ｂ…背面位相差フィルム、３２２…第１接着剤層、３２２ａ…第１前面接着剤層、３２２ｂ…第１背面接着剤層、３２３…第２接着剤層、３２３ａ…第２前面接着剤層、３２３ｂ…第２背面接着剤層。

Claims

互いに対向した一対の基板とそれらの間に介在した液晶層とを備えた液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの前面周縁部を被覆するとともに前記液晶表示パネルの中央部に対応した位置に前記液晶表示パネルよりも小さな寸法の開口を有する前面枠状部と、
前記前面枠状部の開口内に配置された第１前面光学層及び前記第１前面光学層と前記液晶表示パネルとの間に介在するとともに前記前面枠状部の開口よりも寸法が大きな第２前面光学層を備えた前面偏光板と、
前記第２前面光学層の前面周縁部と前記前面枠状部との間に介在した前面接着剤層とを具備したことを特徴とする液晶表示装置。
前記前面接着剤層は前記第２前面光学層と前記第１前面光学層との間にさらに介在したことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記第１前面光学層は偏光フィルムを備え、前記第２前面光学層は位相差フィルムを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
前記液晶表示パネルの背面周縁部を被覆するとともに前記液晶表示パネルの中央部に対応した位置に前記液晶表示パネルよりも小さな寸法の開口を有する背面枠状部と、
前記背面枠状部の開口内に配置されたバックライトと、
前記バックライトと前記液晶表示パネルとの間に介在した背面偏光板と、
前記背面偏光板の背面周縁部と前記背面枠状部との間に介在した背面接着剤層とをさらに具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の液晶表示装置。
前記背面偏光板は、前記背面枠状部の開口内に配置された第１背面光学層及び前記第１背面光学層と前記液晶表示パネルとの間に介在するとともに前記背面枠状部の開口よりも寸法が大きな第２背面光学層を備えたことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
前記背面接着剤層は前記第２背面光学層と前記第１背面光学層との間にさらに介在したことを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
互いに対向した一対の基板とそれらの間に介在した液晶層とを備えた液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面周縁部を被覆するとともに前記液晶表示パネルの中央部に対応した位置に前記液晶表示パネルよりも小さな寸法の開口を有する背面枠状部と、
前記背面枠状部の開口内に配置されたバックライトと、
前記背面枠状部の開口内に配置された第１背面光学層及び前記第１背面光学層と前記液晶表示パネルとの間に介在するとともに前記背面枠状部の開口よりも寸法が大きな第２背面光学層を備えた背面偏光板と、
前記第２背面光学層の背面周縁部と前記背面枠状部との間に介在した背面接着剤層とを具備したことを特徴とする液晶表示装置。
前記背面接着剤層は前記第２背面光学層と前記第１背面光学層との間にさらに介在したことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
前記第１背面光学層は偏光フィルムを備え、前記第２背面光学層は位相差フィルムを備えたことを特徴とする請求項５乃至請求項８の何れか１項に記載の液晶表示装置。
第１光学層と、前記第１光学層に対向するとともに前記第１光学層よりも寸法が大きな第２光学層とを具備し、前記第１光学層と前記第２光学層との寸法の違いに由来した段差が外周に沿って設けられたことを特徴とする液晶表示装置用の偏光板。