JP2963600B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、背面照明（バックライ
ト）を有する液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic
）からなる液晶表示セルを使用した液晶表示装置は、
主としてＯＡ分野の（カラー）ノートＰＣ（Personal C
omputer)を中心に商品化されつつある。上記液晶表示装
置に搭載されるバックライトシステムとしては薄型化が
容易なことからエッジライト方式のバックライトシステ
ムが主流となっている。

【０００３】上記エッジライト方式では、冷陰極管（Ｃ
ＣＦＴ）等の光源ランプと、その光源ランプから液晶表
示セルへの光の導光体として光透過性に優れたポリメチ
ルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂からなる導光板とが
設けられている。

【０００４】また、上記エッジライト方式バックライト
システムには、光源ランプを導光板の両端にそれぞれ設
けた２灯式と、一端に設けた１灯式とがある。２灯式は
１灯式に比べて液晶表示セルの光むらを軽減できるが、
大型化を招来する。そこで、ノートＰＣのような小形化
や軽量化が要求されるエッジライト方式のバックライト
システムには１灯式が望ましい。

【０００５】１灯式のエッジライト方式を用いた液晶表
示装置では、例えば図５および図６に示すように、液晶
表示セル２１が設けられ、その下面に偏光板２１ａが取
り付けられている。なお、液晶表示セル２１の上面に
も、図示しないが、別の偏光板が取り付けられている。

【０００６】上記偏光板２１ａの下面にプラスチック製
のシャーシ２２が設けられ、そのシャーシ２２の下面に
レンズフィルム２３が貼り付けられ、さらに、そのレン
ズフィルム２３の下面に拡散フィルム２４が積層されて
いる。

【０００７】その拡散フィルム２４の下面に略長方形板
状の導光板２５が密着して設けられ、その導光板２５の
下面に、導光板２５に導入された光を効率よく上記液晶
表示セル２１方向に均一となるように散乱して反射させ
るための散乱反射パターン部２６が印刷によって設けら
れている。

【０００８】上記散乱反射パターン部２６は、白色であ
る二酸化チタン（TiO₂）粉末を透明な接着剤等の溶液に
混合した混合物を、所定のパターン、例えばドットパタ
ーンにて印刷し乾燥、形成したものである。

【０００９】さらに、散乱反射パターン部２６下方に反
射フィルム２７が形成される一方、導光板２５の一端に
沿って光源ランプ２８が取り付けられ、その光源ランプ
２８の背面側を覆うようにしてランプリフレクター２９
が形成されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
構成の場合、液晶表示セル２１を高輝度化しながら、均
一な表示を維持できるように散乱反射パターン部２６お
よび光源ランプ２８を設定すると、光源ランプ２８が発
する熱によって液晶表示セル２１のセルギャップに不均
一性が生じ、特に光源ランプ２８を配した側の液晶表示
セル２１の表示有効エリア２１ｂの一端部（液晶表示セ
ル２１のシールエリア近傍）において光強度が大きくな
り加熱されるため、液晶表示セル２１の上記一端部の近
傍の表示部分に白抜け（washed out）が発生し易い。

【００１１】すなわち、上記従来の構成は、小形化や軽
量化が容易な１灯式のエッジライト方式を用いて、液晶
表示セル２１の高輝度化と均一性を維持するため、光源
ランプ２８の光強度を抑制することができず、また、前
記散乱反射パターン部２６のパターン、例えばドットパ
ターンの間隔を調整するだけでは、どうしても液晶表示
セル２１の表示有効エリア２１ｂにおける光源ランプ２
８近傍部分での光強度が他の部分と比べて大きくなる。

【００１２】よって、上記従来の構成では、液晶表示セ
ル２１の高輝度化を維持しようとすると、表示有効エリ
ア２１ｂの光源ランプ２８側の端部から光洩れ、つまり
白抜けを引き起こして表示品質の低下を招来するという
問題を生じている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
液晶表示装置は、以上の課題を解決するために、光透過
性を有する略長方形状の導光板の一端に沿って光源が設
けられ、上記光源から導光板を通った光が照射される液
晶セルが上記導光板の面上に設けられ、上記導光板から
の光を均一に拡散するための拡散層が、上記液晶セルの
表示有効エリアの光源側端に応じて上記液晶セルに対向
する導光板面に積層され、上記拡散層からの光を上記表
示有効エリアに集めるためのレンズ層が上記拡散層の上
に積層されている液晶表示装置において、上記レンズ層
は、上記表示有効エリア外の光源側の導光板からの光の
入射を抑制するために、上記レンズ層の光源側の端辺を
上記拡散層の光源側の端辺から越えないように設けられ
ていることを特徴としている。

【００１４】

【００１５】

【作用】上記の請求項１記載の構成によれば、光源側の
レンズ層を拡散層から越えないように設けたから、上記
表示有効エリア外の光源側の導光板から上記レンズ層へ
の光の入射を抑制できる。これにより、上記表示有効エ
リア外の光源側の導光板からの光の侵入を軽減できるか
ら、上記液晶セルにおける表示有効エリアの光源側の部
分に照射される光強度の増加を従来より抑制でき、液晶
セルにおける表示有効エリアの光源側にて生じる表示の
白抜けを従来より軽減できる。

【００１６】

【００１７】

【００１８】したがって、上記構成は、レンズ層を拡散
層に対して一致させることにより、単一の光源を用いて
も、液晶セルに照射される導光板からの光を均一化で
き、かつ、白抜けを抑制しながら光強度を大きくするこ
とが可能となるため、液晶セルにおける表示の高輝度化
と均一性を維持することができる。

【００１９】

【実施例】〔参考例〕 本発明の参考例について図１および図２に基づいて説明
すれば、以下の通りである。液晶表示装置では、図１お
よび図２に示すように、略長方形板状に形成され、ＳＴ
Ｎ（Super Twisted Nematic ）からなる液晶表示セル１
が用いられ、その液晶表示セル１は、偏光板１ａを介し
て、プラスチック製のシャーシ２に取り付けられてい
る。なお、図示しないが、上記液晶表示セル１の上面に
も偏光板が設けられている。上記シャーシ２は、後述す
る導光板５の同寸法に形成され、その中央部に上記液晶
表示セル１に光を照射するための略長方形の開口２ａを
有している。

【００２０】また、上記シャーシ２の下面には、光透過
性を有するレンズフィルム３が、液晶表示セル１の表示
有効エリア（例えばＬ 144mm×Ｗ 192mm）１ｂに対して
下方から覆うように設けられている。一方、上記レンズ
フィルム３の外形寸法が、例えばＬ 159.7mm×Ｗ 207mm
に形成されている。上記レンズフィルム３は、導入され
た光を液晶表示セル１の表示有効エリア１ｂに効率よく
集光して照射するためのものである。

【００２１】さらに、そのレンズフィルム３の下面に拡
散フィルム４が積層され、その拡散フィルム４は、その
寸法が、例えばＬ 154.3mm×Ｗ 207mmに形成されてい
る。上記拡散フィルム４は、後述する導光板５からの光
を均一にむらなく拡散させてレンズフィルム３に導入す
るものである。なお、上記寸法におけるＬは、後述する
略円柱状の光源ランプ８の中心軸に対してほぼ垂直方向
での長さを示し、Ｗは上記中心軸に対してほぼ平行な方
向での長さを示す。

【００２２】また、上記拡散フィルム４の下面には導光
板５が密着して取り付けられている。上記導光板５とし
ては、光透過性に優れた、例えばポリメチルメタクリレ
ート樹脂からなる略長方形板状（例えば、Ｌ 159.7mm×
Ｗ 207mm×ｔ４mm）のものが用いられる。なお、上記の
ｔは厚さを示す。

【００２３】さらに、上記導光板５の下面には、導光板
５からの光を均一拡散して、導光板５方向に反射する散
乱反射パターン部６が印刷によって形成されている。上
記散乱反射パターン部６の下面には、光を反射する反射
層７が形成されている。

【００２４】また、導光板５の一端辺部に沿うように設
けられた冷陰極管（ＣＣＦＴ）等の光源ランプ８が設け
られ、その光源ランプ８の寸法としては、例えば３mmφ
で長さ 220mmのものが用いられる。また、上記光源ラン
プ８からの光を導光板５方向に反射するランプリフレク
ター９が、光源ランプ８の背面側を覆うように形成され
ている。

【００２５】また、前記散乱反射パターン部６は、直径
が例えば１mm程度の二酸化チタン（TiO₂）からなるドッ
ト状部を多数有し、後述するように光源ランプ８が単一
である１灯式の場合、光源ランプ８を配した側より順に
遠くなるに連れて上記ドット状部の密度を粗から密とな
るように形成されている。

【００２６】これにより、光源ランプ８から遠い位置で
の散乱反射パターン部６ほど、より多く液晶表示セル１
方向に光を散乱させるから、上記液晶表示セル１に照射
される光の光強度をより均一にできる。

【００２７】そして、上記散乱反射パターン部６は、液
晶表示セル１の表示有効エリア１ｂに対応する対応エリ
ア６ａの光源ランプ８側となる端辺が、上記表示有効エ
リア１ｂの光源ランプ８側端より所定距離（図中、ｘで
示す）、例えば 2.5mm内側に、かつ、光源ランプ８と平
行となるように形成されている。

【００２８】これにより、上記参考例の構成は、散乱反
射パターン部６の光源ランプ８側端辺の形成位置を従来
より表示有効エリア１ｂより内側に移動させたから、液
晶表示セル１の光源ランプ８側部に照射される光強度だ
けを、従来より抑制でき、液晶表示セル１の光源ランプ
８側に生じ易い白抜け（washed out）を防止しながら、
上記光源ランプ８からの光強度を大きく設定することが
できる。

【００２９】この結果、上記構成は、白抜けを防止しな
がら、液晶表示セル１の表示における高輝度化と均一性
を維持することができるので、１灯式のエッジライト方
式のバックライトでありながら、表示品質の向上を図る
ことが可能となり、かつ、２灯式のバックライト方式よ
り小形化および軽量化を図ることができる。

【００３０】なお、上記参考例の構成では、光源ランプ
８側となる散乱反射パターン部６のエリア端が、光源ラ
ンプ８と平行となるように形成されている例を挙げた
が、上記エリア端を、両端部に至るに伴って、光源ラン
プ８からの距離を大きくするよように湾曲させて形成し
てもよい。

【００３１】

【００３２】〔実施例〕 本発明の実施例について図３および図４に基づいて説明
すれば、以下の通りである。液晶表示装置では、図３お
よび図４に示すように、略長方形板状に形成され、ＳＴ
Ｎ（Super Twisted Nematic ）からなる液晶表示セル
１’が用いられ、その液晶表示セル１’は、偏光板１’
ａを介して、プラスチック製のシャーシ２’に取り付け
られている。上記シャーシ２’は、後述する導光板５’
の同寸法に形成され、その中央部に上記液晶表示セル
１’に光を照射するための略長方形の開口２’ａが形成
されている。

【００３３】また、上記シャーシ２’の下面には、レン
ズフィルム３’が、液晶表示セル１の表示有効エリア
（例えば、Ｌ 144mm×Ｗ 192mm）１ｂに対して下方から
覆うように設けられている。上記レンズフィルム３’
は、それに導入された光を液晶表示セル１’の表示有効
エリア１’ｂに効率よく集光するためのものである。

【００３４】さらに、そのレンズフィルム３’の下面に
拡散フィルム４’が積層され、その拡散フィルム４’
は、その光源ランプ８’側端面が、表示有効エリア１’
ｂの光源ランプ８’側端辺と略一致するように形成さ
れ、かつ、取り付けられている。

【００３５】よって、拡散フィルム４’の寸法が、例え
ばＬ 154.3mm×Ｗ 207mmに形成されている。上記拡散フ
ィルム４’は、後述する導光板５’からの光を均一にむ
らなく拡散させて、表示有効エリア１’ｂに出射するも
のである。なお、上記寸法におけるＬは、後述する略円
柱状の光源ランプ８’の中心軸に対してほぼ垂直方向で
の長さを示し、Ｗは上記中心軸に対してほぼ平行な方向
での長さを示す。

【００３６】また、上記拡散フィルム４’の下面には導
光板５’が密着して取り付けられている。上記導光板
５’としては、光透過性に優れた、例えばポリメチルメ
タクリレート樹脂からなる略長方形板状（例えば、Ｌ 1
59.7mm×Ｗ 207mm×ｔ４mm）のものが用いられる。な
お、上記のｔは厚さを示す。

【００３７】さらに、上記導光板５’の下面には、導光
板５’からの光を均一拡散して、導光板５’方向に反射
する散乱反射パターン部６’が印刷によって形成されて
いる。このような散乱反射パターン部６’は、直径が例
えば１mm程度の酸化チタン（TiO₂）からなるドット状部
を多数有し、後述するように光源ランプ８’が単一であ
る１灯式の場合、光源ランプ８’を配した側より順に遠
くなるに連れて上記ドット状部の密度を粗から密となる
ように形成されている。

【００３８】また、散乱反射パターン部６’は、その形
状が液晶表示セル１’の表示有効エリア（例えば、Ｌ 1
44mm×Ｗ 192mm）より大きく形成されており、その寸法
が、例えばＬ 146mm×Ｗ 194mmとなるように成形されて
いる。

【００３９】上記散乱反射パターン部６’の下面には、
光を反射する反射層７’が形成されている。また、導光
板５’の一端辺部に沿うように設けられた冷陰極管（Ｃ
ＣＦＴ）等の光源ランプ８’が設けられ、その光源ラン
プ８’の寸法としては、例えば３mmφで長さ 220mmのも
のが用いられる。また、上記光源ランプ８’からの光を
導光板５’方向に反射するランプリフレクター９’が、
光源ランプ８’の背面側を覆うように形成されている。

【００４０】そして、前記レンズフィルム３’は、表示
有効エリア１’ｂ外の光源ランプ８’側となる導光板
５’から出射される光の入射を防止するために、レンズ
フィルム３’が、拡散拡散フィルム４’の光源ランプ
８’側端辺から越えないように形成され、かつ取り付け
られている。

【００４１】つまり、上記レンズフィルム３’は、その
寸法（例えばＬ 154.3mm×Ｗ 207mm）が、前記拡散フィ
ルム４の寸法（Ｌ 154.3mm×Ｗ 207mm）と同一となるよ
うに形成され、上記拡散フィルム４’に対して外形を一
致させて一体化するように積層されている。

【００４２】ところで、従来では、レンズフィルムが拡
散フィルムを越えてプラスチック製のシャーシの下面に
沿って延びていたため、拡散フィルムを越えた光源ラン
プ側のレンズフィルムから光が入りこんで、光源ランプ
側のレンズフィルムから出る光の強度が大きくなり、よ
って、液晶表示セルの光源ランプ側に白抜けを生じるこ
とがあった。

【００４３】しかしながら、上記実施例の構成は、レン
ズフィルム３’と拡散フィルム４’とを光源ランプ８’
側端辺を一致させたから、表示有効エリア１’ｂ外の光
源ランプ８’側となる導光板５’から出射された光がレ
ンズフィルム３’を介して上記表示有効エリア１’に侵
入することが抑制される。このことから、光源ランプ
８’側での液晶表示セル１’に照射される光強度の増加
のみを抑制できるので、光源ランプ８’側の液晶表示セ
ル１’にて生じる白抜け（washed out）を従来より軽減
できるものとなっている。

【００４４】よって、上記構成は、レンズフィルム３’
と拡散フィルム４’とを一致させることによって、１灯
式のエッジランプ式のバックライトであっても、液晶表
示セル１’に対する光強度の均一化、かつ、必要な光強
度を維持できて、上記液晶表示セル１’の表示における
高輝度化を維持しながら、表示品質の向上を図ることが
可能となり、かつ、２灯式のバックライト方式より小形
化および軽量化が可能となる。

【００４５】なお、本発明の上述した一実施例に限ら
ず、本発明の特許請求の範囲に記載した内で多く修正お
よび変更を加え得ることは言うまでもない。

【００４６】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の液晶表示装置
は、以上のように、光源から導光板を通った光が照射さ
れる液晶セルが上記導光板の面上に設けられ、上記導光
板からの光を均一に拡散するための拡散層が、上記液晶
セルの表示有効エリアの光源側端に応じて上記液晶セル
に対向する導光板面に積層され、上記拡散層からの光を
上記表示有効エリアに集めるためのレンズ層が上記拡散
層の上に積層され、上記レンズ層は、上記表示有効エリ
ア外の光源側の導光板からの光の入射を抑制するため
に、上記レンズ層の光源側の端辺を上記拡散層の光源側
の端辺と一致するように設けられている構成である。

【００４７】

【００４８】

【００４９】

【００５０】それゆえ、上記構成は、上記のようなレン
ズ層と拡散層とを用いることにより、単一の光源を用い
ても、液晶セルに照射される導光板からの光を均一化で
き、かつ、白抜けを抑制しながら光強度を高めることが
可能となるため、液晶セルにおける表示の高輝度化と均
一性を維持することができる。

【００５１】この結果、上記構成は、単一の光源を用い
る１灯式においても、液晶セルにおける表示の高輝度化
と均一性を維持することができるから、液晶セルからの
表示品質の向上を図ることができ、かつ、小形化および
軽量化が可能となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の参考例の液晶表示装置の断面模式図で
ある。

【図２】上記液晶表示装置の要部断面模式図である。

【図３】本発明の実施例の液晶表示装置の断面模式図で
ある。

【図４】上記液晶表示装置の要部断面模式図である。

【図５】従来の液晶表示装置の断面模式図である。

【図６】上記液晶表示装置の要部断面模式図である。

【符号の説明】

１ 液晶表示セル １ｂ 表示有効エリア ５ 導光板 ６ 散乱反射パターン部 ８ 光源ランプ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光透過性を有する略長方形状の導光板の一
   端に沿って光源が設けられ、上記光源から導光板を通っ
   た光が照射される液晶セルが上記導光板の面上に設けら
   れ、上記導光板からの光を均一に拡散するための拡散層
   が、上記液晶セルの表示有効エリアの光源側端に応じて
   上記液晶セルに対向する導光板面に積層され、上記拡散
   層からの光を上記表示有効エリアに集めるためのレンズ
   層が上記拡散層の上に積層されている液晶表示装置にお
   いて、 上記レンズ層は、上記表示有効エリア外の光源側の導光
   板からの光の入射を抑制するために、上記レンズ層の光
   源側の端辺を上記拡散層の光源側の端辺から越えないよ
   うに設けられていることを特徴とする液晶表示装置。