JP4076529B2 - 液晶表示装置およびそれを備えた携帯型電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、携帯型電子機器に好適に用いられる液晶表示装置に関する。また、本発明は、そのような液晶表示装置を備えた携帯型電子機器にも関する。

近年、携帯型電話機やPDA（Personal Digital Assistant）に代表される携帯型電子機器が広く利用されている。携帯型電子機器の表示部には、薄型、軽量、低消費電力といった利点を有する液晶表示装置が用いられている。

液晶表示装置は、非発光型の表示素子であるため、バックライトと呼ばれる照明装置を備えており、このバックライトからの光を用いて表示を行う。バックライトは、一般的には、光源、反射板、導光板およびレンズシートなどから構成される。バックライトの厚さは、液晶表示装置全体の厚さに大きく影響するので、液晶表示装置を薄型化するためには、バックライトを薄くすることが必要である。

バックライトは、特許文献１に開示されているような「直下型」と、特許文献２に開示されているような「エッジライト型」とに大別される。「直下型」は、図１４に示すように、液晶表示パネル７０１の直下に冷陰極管などの光源７０２を複数配置する方式である。一方、「エッジライト型」は、図１５に示すように、液晶表示パネル８０１の直下に設けられた導光板８０３の側方に光源８０２を配置し、光源８０２からの光を導光板８０３によって液晶表示パネル８０１に導く方式である。

エッジライト型のバックライトは、直下型のバックライトに比べて薄型化が容易であるので、現在、小型の液晶表示装置の多くにエッジライト型のバックライトが用いられている。
特開２００３−２１５５８５号公報 特開平８−９４８４４号公報

しかしながら、昨今、携帯型電子機器の爆発的な普及に伴って液晶表示装置にはさらなる薄型化が要求されており、従来のエッジライト型のバックライトを用いてもこの要求に応えることはできない。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来よりも薄型化が容易で携帯型電子機器に好適に用いられる液晶表示装置およびそれを備えた携帯型電子機器を提供することにある。

本発明による液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板の観察者側に配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、前記第１基板の側方に設けられ、前記第１基板の側面に向けて光を発する光源と、前記第１基板の観察者側とは反対側の主面上に形成され、前記光源から前記第１基板の内部に入射した光のうちの特定の偏光方向の光を観察者側に選択的に反射する選択反射層と、前記選択反射層に対して観察者側とは反対側に設けられ、前記選択反射層から漏れた光を吸収する光吸収板と、を備え、前記光吸収板は、前記光吸収板の前記光源側の端部から前記光吸収板の前記光源側とは反対側の端部に向かう方向に沿って光吸収率が高くなるように形成されており、そのことによって上記目的が達成される。

ある好適な実施形態において、前記光吸収板は、前記方向に沿って光吸収率が連続的に高くなるように形成されている。

ある好適な実施形態において、前記光吸収板は、前記方向に沿って光吸収率が段階的に高くなるように形成されている。

ある好適な実施形態において、前記光吸収板は、前記方向に沿って厚さが大きくなるように形成されている。

ある好適な実施形態において、前記光吸収板は、前記選択反射層側に光拡散性を有する表面を有し、前記表面の光拡散性が前記方向に沿って低くなるように形成されている。

ある好適な実施形態において、本発明による液晶表示装置は、前記第１基板の観察者側の主面上に形成され、前記第１基板の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率層をさらに備える。

ある好適な実施形態において、本発明による液晶表示装置は、前記特定の偏光方向に略平行な透過軸を有し、前記光源と前記第１基板の側面との間に設けられた偏光板をさらに備える。

ある好適な実施形態において、前記選択反射層は、前記特定の偏光方向の光を選択的に反射する反射膜をその内部に有している。

ある好適な実施形態において、前記反射膜は、少なくとも一部が前記第１基板の観察者側の主面に対して傾斜している。

ある好適な実施形態において、前記反射膜は、透明な誘電体膜または誘電体多層膜である。

ある好適な実施形態において、前記第２基板は、前記液晶層の層法線方向から見たときに前記第１基板に重ならない非重畳領域を有し、前記光源は、前記第２基板の前記非重畳領域に重なるように配置されている。

本発明による携帯型電子機器は、上記構成を有する液晶表示装置を備えており、そのことによって上記目的が達成される。

本発明によると、従来よりも薄型化が容易で携帯型電子機器に好適に用いられる液晶表示装置およびそれを備えた携帯型電子機器が提供される。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

図１に、本実施形態における液晶表示装置１００を示す。液晶表示装置１００は、第１基板（例えばガラス基板やプラスチック基板）１０と、第１基板１０の観察者側に配置された第２基板（例えばガラス基板やプラスチック基板）２０と、これらの間に設けられた液晶層３０とを備えた透過型の液晶表示装置である。以下では、液晶層３０の背面側に配置された第１基板１０を「背面基板」、液晶層３０の前面側（観察者側）に配置された第２基板２０を「前面基板」と呼ぶ。

背面基板１０の側方には、線状光源２が設けられている。線状光源２は、背面基板１０の側面（光入射面）１０ａに向けて光を発する。線状光源２は、例えば冷陰極管であってもよいし、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの点状光源と線状導光体とを組み合わせたものであってもよい。

背面基板１０の観察者側（液晶層３０側）の主面１０ｂ上に、背面基板１０の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率層１２が形成されている。低屈折率層１２上には、さらに、液晶層３０に電圧を印加するための電極と、配向膜とが形成されている（いずれも不図示）。

背面基板１０の観察者側とは反対側の主面１０ｃ上に、特定の偏光方向の光を選択的に反射する選択反射層１４が形成されている。本実施形態における選択反射層１４は、図１に示すように、偏光方向が背面基板１０の主面１０ｂ、１０ｃに略平行な光（図１の紙面に垂直な方向に振動する光）を選択的に反射する。

選択反射層１４は、特定の偏光方向の光を選択的に反射する反射膜１５をその内部に有している。反射膜１５は、背面基板１０の観察者側の主面１０ｂに対して傾斜している。各反射膜１５は、光源２から遠い方の端部が光源２に近い方の端部よりも背面基板１０に近いように傾斜している。反射膜１５は、例えば、透明な誘電体膜または誘電体多層膜である。

前面基板２０の液晶層３０側の主面上には、液晶層３０に電圧を印加するための電極と配向膜とが形成されている（いずれも不図示）。また、前面基板２０の観察者側の主面２０ｂ上には、偏光板２２が設けられている。

光源２から出射し、光入射面１０ａを介して背面基板１０内に入射した光は、背面基板１０の観察者側の主面１０ｂと、選択反射層１４の観察者側とは反対側の面１４ａとの間で全反射を繰り返しながら、背面基板１０および選択反射層１４内を伝搬する。低屈折率層１２は、背面基板１０および選択反射層１４内を伝搬する光を背面基板１０の観察者側の主面１０ｂで効率よく全反射させるために設けられている。背面基板１０および選択反射層１４内を伝搬する光の一部は、選択反射層１４の内部に設けられた反射膜１５によって観察者側（液晶層３０側）に向けて反射され、背面基板１０の観察者側の主面１０ｂから出射する。以下では、背面基板１０の観察者側の主面１０ｂを「光出射面」とも呼ぶ。

液晶表示装置１００は、さらに、選択反射層１４に対して観察者側とは反対側に設けられた光吸収板４を有する。光吸収板４は、光吸収性を有する材料から形成されており、選択反射層１４から漏れた光（選択反射層１４の背面側の面から出射してしまった光）を吸収する。光吸収板４は、さらに、光源２側の端部４ａから光源２側とは反対側の端部４ｂに向かう方向Ｄ１に沿って光吸収率が高くなるように形成されている。

上述したように、本実施形態における液晶表示装置１００では、背面基板１０の観察者側とは反対側の主面１０ｃ上に選択反射層１４を形成し、背面基板１０の側方に設けた光源２から背面基板１０内に光を入射させることにより、背面基板１０を導光板のように機能させる。そのため、従来のエッジライト型のバックライトを用いる場合に比べ、導光板を設けない分薄型化を図ることが可能になる。また、選択反射層１４は、特定の偏光方向の光を選択的に反射するので、液晶層３０の背面側に別途に偏光板を設ける必要もなく、その分さらに薄型化を図ることもできる。

本実施形態における液晶表示装置１００は、さらに、方向Ｄ１に沿って光吸収率が高くなるように形成された光吸収板４を備えている。そのため、後述するように、コントラスト比および表示面内におけるコントラスト比の均一性を向上し、高品位の表示を行うことができる。以下、図２を参照しながら、光吸収板４を設けない場合に発生する問題を説明する。

図２は、光吸収板を有しない液晶表示装置６００を示す図である。液晶表示装置６００は、光吸収板を有しない点で図１に示した液晶表示装置１００と異なっている。なお、図２では、液晶表示装置１００の構成要素と実質的に同じ機能を有する構成要素を同じ参照符号を用いて示している。

光が背面基板１０および選択反射層１４内を伝搬する際、選択反射層１４の観察者側とは反対側の面に全反射条件を満足しない角度で入射した光は、選択反射層１４から漏れてしまう。選択反射層１４から漏れた光は、液晶表示パネルの背面側の部材（例えば液晶表示パネルなどを収容するケース）によって反射され、再び選択反射層１４の内部に入射してしまう。この再入射した光は、背面基板１０から観察者側に出射してコントラスト比を低下させる原因となる。図２では、選択反射層１４からの漏れ光および再入射光の光量を矢印の長さで模式的に示している。図２に示すように、漏れ光および再入射光の光量は、導光距離が長くなるほど、つまり、光源２から遠い領域ほど多くなるので、表示のコントラスト比は、表示面の光源２から遠い領域ほど低くなる。そのため、液晶表示装置６００では、コントラスト比が表示面内でばらつき、表示品位が低下してしまう。

これに対し、本実施形態における液晶表示装置１００は、選択反射層１４からの漏れ光を吸収する光吸収板４を備えているので、選択反射層１４への再入射光を減少させ、コントラスト比を向上することができる。さらに、光吸収板４は、光源２側の端部４ａから光源２側とは反対側の端部４ｂに向かう方向Ｄ１に沿って光吸収率が高くなるように形成されているので、導光距離が長くなるにつれて漏れ光が多くなることに起因するコントラスト比のばらつきを抑制し、表示面内におけるコントラスト比の均一性を向上することができる。そのため、高品位の表示が実現される。

光吸収板４としては、光吸収性を有する材料から形成された板状体を広く用いることができる。本実施形態における光吸収板４は、黒色の樹脂材料（例えば黒色顔料が分散されたＰＥＴ）から形成されたシートである。勿論、光吸収板はこれに限定されず、ポロンシートなどであってもよい。

光吸収板４は、例えば、図３に示すように、方向Ｄ１に沿って厚さが大きくなるように形成されており、そのことによって、方向Ｄ１に沿って光吸収率が高くなっている。

あるいは、光吸収板４は、図４に示すように、選択反射層１４に対向する表面４ｓが光拡散性を有し、その表面４ｓの光拡散性が方向Ｄ１に沿って低くなるように形成されていてもよい。このような構成を採用しても、方向Ｄ１に沿って光吸収率を高くすることができる。図４では、基材４ｃ上に光拡散層４ｄを形成し、そのことによって、選択反射層１４の表面４ｓに光拡散性を付与した構成を例示している。基材４ｃとしては、例えば黒色の樹脂材料から形成されたシートを用いることができる。光拡散層４ｄは、光拡散性の異なる複数の領域を有し、光源２から遠い領域ほど光拡散性（選択反射層１４側からの光に対する後方散乱性）が低い。図４では、光拡散性の異なる複数の領域に異なるハッチングを付している。光拡散層４ｄは、例えば、黒色の樹脂材料から形成された基材の上層をブラスト処理（微小な粒状研磨材を吹き付けることによる粗面化処理）することによって形成することができる。光拡散層４ｄの光拡散性の高さは、例えばヘイズ値によって評価することができる。

なお、図３に例示した構成では、光吸収板４が方向Ｄ１に沿って連続的に厚くなっているので、光吸収板４の光吸収率は方向Ｄ１に沿って連続的に高くなる。これに対し、図４に例示した構成では、光吸収板４の表面４ｓの光拡散性が方向Ｄ１に沿って段階的に低くなっているので、光吸収板４の光吸収率は方向Ｄ１に沿って段階的に高くなる。光吸収率が方向Ｄ１に沿って段階的に高くなる構成を採用しても、表示面内におけるコントラスト比の均一性を十分に向上することはできるが、光吸収板４の光吸収率が方向Ｄ１に沿って連続的に高くなる構成を採用すると、コントラスト比の均一性をさらに向上することができる。

勿論、図３および図４に例示した構成に限定されず、光吸収板４を方向Ｄ１に沿って段階的に厚くなるようにしてもよいし、光吸収板４の表面４ｓの光拡散性を方向Ｄ１に沿って連続的に低くなるようにしてもよい。さらに、光吸収板４の厚さと、光吸収板４の表面４ｓの光散乱性の両方を方向Ｄ１に沿って変化させてもよい。

次に、低屈折率層１２および選択反射層１４の好ましい構成を説明する。

まず、低屈折率層１２の好ましい構成を説明する。背面基板１０内で光を効率よく伝搬させるためには、低屈折率層１２の屈折率と、背面基板１０の屈折率との差が約０．１以上であることが好ましく、約０．１８以上であることがさらに好ましい。低屈折率層１２の材料としては、例えばＭｇＦ₂（屈折率は約１．３８）や、パーフルオロ樹脂（屈折率は約１．３４）、シリコンオキサイド（屈折率は約１．３）を用いることができる。

次に、選択反射層１４の好ましい構成を説明する。

まず、選択反射層１４の反射膜１５の傾斜角α（光出射面１０ｂに対する傾斜角）は、経験的に、約５０°以上約６０°以下であることが好ましく、約５１°であることがさらに好ましい。

次に、透明な誘電体膜または誘電体多層膜である反射膜１５の好ましい厚さを説明する。

誘電体多層膜での反射率の偏光依存性および光の干渉を利用する偏光ビームスプリッタについては、屈折率の異なる誘電体膜を、特定の光の波長λに対してλ／４条件を満たす厚さで交互に積層することによって、Ｐ偏光の反射率を低いままにＳ偏光の反射率を高く設計できることが知られている（例えば、共立出版株式会社「光学薄膜」第１２６〜１２９ページ）。また、誘電体膜材料についてもＭｇＦ₂、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃などさまざまな材料が公知である（例えば、培風館株式会社「応用物理工学選書３ 薄膜」第２０３ページ）。

選択反射層１４の反射膜１５についても、誘電体膜あるいは誘電体多層膜をλ／４条件を満たす厚さで形成することによって、Ｐ偏光の反射率を低く、Ｓ偏光の反射率を高く設計することができる。具体的には、図５に示すように、光源２から背面基板１０の内部に入射した光の主光線Ｌの誘電体膜１５（あるいは誘電体多層膜）に対する入射角をβとするとき、この主光線の誘電体膜１５に対する屈折角γ、誘電体膜１５の厚さｄ、誘電体膜１５の屈折率ｎ、選択反射層１４の誘電体膜１５以外の部分の屈折率ｎ₀が、下式（１）および（２）を満足することが好ましい。
ｄ＝λ／（４ｎ・ｃｏｓβ） （１）
ｎ₀・ｓｉｎβ＝ｎ・ｓｉｎγ （２）

可視光の波長が３８０ｎｍから７８０ｎｍ程度であることを考慮すると、誘電体膜１５（あるいは誘電体多層膜）の厚さｄは、下式（１’）を満足することが好ましい。
３８０／（４ｎ・ｃｏｓβ）≦ｄ≦７８０／（４ｎ・ｃｏｓβ） （１’）

反射膜１５の形状（液晶層３０の層法線方向から見た形状）は、任意の形状とすることができる。反射膜１５は、例えば、図６（ａ）に示すように線状（帯状）に形成されていてもよいし、図６（ｂ）に示すように島状（点状）に形成されていてもよい。

背面基板１０の光出射面１０ｂの面積に対する、反射膜２５を光出射面１０ｂに射影した面積の割合は、図６（ａ）および（ｂ）に示したように、光出射面１０ｂの面内において一定であってもよいし、また、図７（ａ）および（ｂ）に示すように、光源２から遠ざかるにつれて反射膜１５の割合が高くなってもよい。光源２から遠ざかるにつれて反射膜１５の割合を高くすると、光出射面１０ｂから出射する光の強度分布を均一にすることができる。なお、図７（ａ）および（ｂ）に示したように、一定の繰り返しピッチで形成された反射膜１５の面積を光源２から遠ざかるにつれて広くしてもよいし、ほぼ同じ面積となるように形成された反射膜１５の繰り返しピッチを光源２から遠ざかるにつれて狭くしてもよい。

反射膜１５の材料としては、上述したＭｇＦ₂、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃の他、ＴｉＯ₂やＺｒＯ₂を用いることができる。以下、図８（ａ）〜（ｄ）を参照しながら、選択反射層１４の形成方法の一例を説明する。

まず、図８（ａ）に示すように、樹脂（例えば屈折率が１．５３の日本ゼオン株式会社製ゼオノア）から形成された平板状のフィルム１６上に、断面が直角三角形状である複数の凸部１７を樹脂（例えば屈折率が１．５３の紫外線硬化樹脂）を用いて形成する。

次に、図８（ｂ）に示すように、凸部１７の傾斜した表面（平板状フィルム１６の主面に対して傾斜した表面）上に、マスク３を介して誘電体材料（例えば屈折率が２．２のＴｉＯ₂や屈折率が２．０のＺｒＯ₂）を蒸着することによって、反射膜１５を形成する。

続いて、図８（ｃ）に示すように、凸部１７を覆うように接着性を有する材料（例えば屈折率が１．５３の紫外線硬化樹脂や粘着材）を塗布して接着層１８を形成する。

その後、図８（ｄ）に示すように、接着層１８を背面基板（例えば屈折率が１．５２のガラス基板）１０の主面１０ｃに接触させ、接着層１８を硬化させることによって、背面基板１０の主面１０ｃ上に選択反射層１４を形成する。

次に、図９（ａ）〜（ｄ）を参照しながら、選択反射層１４の形成方法の他の一例を説明する。

まず、図９（ａ）に示すように、樹脂から形成された平板状のフィルム１６上に、断面が直角三角形状である複数の凸部１７を樹脂を用いて形成する。図８（ａ）に示す工程では、凸部１７がフィルム１６上に隙間なく配置されるのに対し、ここでは、凸部１７を所定の間隔を空けて配置する。また、隣接する凸部１７の間隔が、後に配置される光源２から遠ざかるほど狭くなるように凸部１７が形成される。

次に、図９（ｂ）に示すように、凸部１７が形成されたフィルム１６上に誘電体材料を蒸着することによって、反射膜１５を形成する。このとき、凸部１７の傾斜した表面上と、フィルム１６の凸部１７が形成されていない部分上に反射膜１５が形成される。

続いて、図９（ｃ）に示すように、反射膜１５を覆うように接着性を有する材料を塗布して接着層１８を形成する。

その後、図９（ｄ）に示すように、接着層１８を背面基板１０の主面１０ｃに接触させ、接着層１８を硬化させることによって、背面基板１０の主面１０ｃ上に選択反射層１４を形成する。

図９（ａ）〜（ｄ）に示すようにして形成された選択反射層１４の反射膜１５は、背面基板１０の光出射面１０ｂに対して傾斜した傾斜領域１５ａと、光出射面１０ｂに平行な平行領域１５ｂとを有しているが、このうち、背面基板１０内部を伝搬する光を光出射面１０ｂに向けて全反射条件を満足しない角度で反射するのは傾斜領域１５ａであり、光出射面１０ｂから光を取り出すのに寄与するのは傾斜領域１５ａである。つまり、傾斜領域１５ａのみが実質的に反射膜として機能する。

図８（ａ）〜（ｄ）に示した形成工程では、マスク３を用いて反射膜１５の配置を制御する必要があるのに対して、図９（ａ）〜（ｄ）に示した形成工程では、凸部１７の配置を適宜設定するだけで、実質的に反射膜として機能する傾斜領域１５ａの配置を制御することができるので、形成工程を簡略化することができる。

なお、上述のようにして形成される選択反射層１４は、ＰＶＡフィルムにヨウ素や染料などの二色性色素を吸着させて延伸することによって形成された通常の偏光板に比べると、偏光度が低いことがある。そのため、より高いコントラスト比を得る観点からは、前面基板２０上に設けた偏光板２２に加え、さらなる偏光板を設けてもよい。

図１０に、さらなる偏光板を備えた液晶表示装置２００を示す。液晶表示装置２００は、光源２と背面基板１０の側面との間に設けられた偏光板４２を備えている点において、図１に示した液晶表示装置１００と異なっている。偏光板４２は、選択反射層１４によって反射される光の偏光方向に略平行な透過軸を有している。

液晶表示装置２００では、光源２から出射した光は、背面基板１０に入射する前に偏光板４２を通過するので、選択反射層１４自体の偏光度が低い場合でも、高いコントラスト比を得ることができる。また、偏光板４２は、光源２と背面基板１０の側面１０ａとの間に設けられるので、偏光板４２を設けることによって表示装置の厚さが増加することはない。

なお、図１０に示す液晶表示装置２００では、光源２から出射した光は、背面基板１０に入射する前に偏光板４２を通過するので、背面基板１０に直線偏光として入射する。そのため、液晶表示装置２００の選択反射層１４を、単なる光反射構造、すなわち、光を偏光方向によらず液晶層側に所定の角度で反射させるような構造（例えばマイクロプリズムアレイ）に置換したとしても、一応表示を行うことはできる。ただし、背面基板に入射した直線偏光は、背面基板内を伝搬する間にわずかに偏光解消されてしまうため、そのような構成では、偏光解消された成分も光反射構造によって液晶層側に反射されてしまうので、コントラスト比が低下してしまう。これに対し、液晶表示装置２００では、選択反射層１４を用いるので、直線偏光が背面基板１０内を伝搬する過程で生じる偏光解消によるコントラスト比の低下を抑制することができる。本願発明者の検討によれば、液晶表示装置２００の構成を採用すると、液晶表示装置２００の選択反射層１４を単なる光反射構造に置換した構成に比べ、約６倍以上のコントラスト比が得られることがわかった。

以下に、種々の構成を有する光吸収板４を実際に作成し、図１０に示した液晶表示装置２００について、コントラスト比を測定した結果を示す。なお、以下に示す結果は、いずれも背面基板１０内の導光距離が４ｃｍの場合についての結果であり、以下に示す表では、表示面の光源２側の端部でのコントラスト比を１００％として示している。

まず、表１に示すように、黒色のＰＥＴから形成した光吸収板４の厚さを、光源２側の端部で２５μｍ、中央部で５０μｍ、光源２側とは反対側の端部で１００μｍとする（実施例１）と、表示面の中央部で９９％、表示面の光源２側とは反対側の端部で９８％のコントラスト比が得られ、表示面内におけるコントラスト比の均一性を十分に高くすることができた。

また、表２に示すように、黒色のＰＥＴから形成した光吸収板４の厚さを、光源２側の端部で５０μｍ、中央部で７５μｍ、光源２側とは反対側の端部で１００μｍとする（実施例２）と、表示面の中央部で９７％、表示面の光源２側とは反対側の端部で９５％のコントラスト比が得られ、表示面内におけるコントラスト比の均一性を十分に高くすることができた。

これに対し、表３に示す比較例１のように、黒色のＰＥＴから形成した光吸収板の厚さを、光源側の端部、中央部および光源側とは反対側の端部でいずれも２５μｍとすると、コントラスト比は、表示面の中央部で９５％、表示面の光源側とは反対側の端部で９０％となり、表示面内におけるコントラスト比の均一性を十分に高くすることはできなかった。なお、比較例１と同様に一様な厚さを有する光吸収板を、厚さ５０μｍ、７５μｍおよび１００μｍで作成して評価を行ったところ、やはりコントラスト比の均一性は低かった。

また、表４に示すように、黒色のＰＥＴから形成した基材４ｃの厚さを１００μｍとし、基材４ｃの表面をブラスト処理することによって形成した光拡散層４ｄのヘイズ値を光源２側の端部で１０％、中央部で５％、光源２側とは反対側の端部で０％とする（実施例３）と、表示面の中央部で９９％、表示面の光源２側とは反対側の端部で９８％のコントラスト比が得られ、表示面内におけるコントラスト比の均一性を十分に高くすることができた。

これに対し、表５に示す比較例２のように、黒色のＰＥＴから形成した基材の厚さを１００μｍとし、基材の表面をブラスト処理することによって形成した光拡散層のヘイズ値を光源側の端部、中央部、光源側とは反対側の端部でいずれも１０％とすると、コントラスト比は、表示面の中央部で９０％、表示面の光源側とは反対側の端部で８２％となり、表示面内におけるコントラスト比の均一性を十分に高くすることはできなかった。

次に、図１０に示した液晶表示装置２００を例として、線状光源２や液晶表示パネル、偏光板４２を固定するための具体的な構造を説明する。なお、以降の図面では、液晶表示装置２００の一部の構成要素を省略して示している。

まず、図１１に示すように、保持具（例えばポリカーボネートから形成されたホルダ）５２を用いて線状光源２、液晶表示パネルおよび偏光板４２を固定してもよい。

また、図１２に示すように、線状光源２、液晶表示パネルおよび偏光板４２をべゼル５４に噛み込ませ、そのことによってこれらを固定してもよい。図１２には、液晶表示パネルをべゼル５４に噛み込ませるために、背面基板１０の光源２側の端部が前面基板２０の光源２側の端部よりも突出するように（例えば約１ｍｍ程度突出するように）パネルの分断を行う場合を例示している。

さらに、省スペース化を図る観点から、図１３に示すように、線状光源２を前面基板２０に重なるように配置してもよい。図１３に示す構成は、べゼル５４を用いて線状光源２および液晶パネルを固定している点では、図１２に示した構成と共通するが、線状光源２が前面基板２０の一部、より具体的には、液晶層３０の層法線方向から見たときに背面基板１０に重ならない領域（「非重畳領域」と呼ぶ）２０Ｒに重なるように配置されている点において異なっている。

前面基板２０の非重畳領域２０Ｒは、外部回路と液晶表示パネルとを接続するための端子等が設けられる領域であり、この非重畳領域２０Ｒに重なるように線状光源２を配置することにより、省スペース化を図ることが可能になる。線状光源２がＬＥＤなどを含んでいる場合には、それらを前面基板２０の非重畳領域２０Ｒ上に作り込んでもよい。

上述したように、本実施形態における液晶表示装置は、薄型化が容易であるので、携帯型電話機やＰＤＡなどの携帯型電子機器に好適に用いられる。

なお、本実施形態では、透過型の液晶表示装置を例として本発明を説明したが、本発明は、これに限定されず、透過反射両用型の液晶表示装置にも好適に用いることができる。

また、本実施形態では、偏光方向が背面基板１０の主面１０ｂ、１０ｃに略平行な光を選択的に反射するような選択反射層１４を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の偏光方向の光を選択的に反射するような構成としてもよい。偏光板４２の透過軸の方向は、選択反射層１４が反射する光の偏光方向に略一致するように設定すればよい。

さらに、本実施形態では、透明な誘電体膜または誘電体多層膜である反射膜１５を内部に有する選択反射層１４を例示したが、選択反射層１４としては、特定の偏光方向の光を選択的に反射することができるものを広く用いることができる。本実施形態で例示した選択反射層１４は、簡便な製造プロセスで製造でき、また、Ｐ偏光の反射率とＳ偏光の反射率との差を大きくしてＳ偏光の反射率を高く設定しやすい。

本発明によると、従来よりも薄型化が容易な液晶表示装置が提供される。本発明による液晶表示装置は、種々の電子機器に好適に用いられ、携帯型電話機やＰＤＡなどの携帯型電子機器に特に好適に用いられる。

本発明の第１の実施形態の液晶表示装置１００を模式的に示す断面図である。 光吸収板を備えていない液晶表示装置６００を模式的に示す断面図である。 液晶表示装置１００が備える光吸収板の一例を模式的に示す断面図である。 液晶表示装置１００が備える光吸収板の他の一例を模式的に示す断面図である。 反射膜の好ましい厚さを説明するための図である。 （ａ）および（ｂ）は、反射膜の形状の一例を示す上面図である。 （ａ）および（ｂ）は、反射膜の形状の他の一例を示す上面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、選択反射層の形成工程を模式的に示す工程断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、選択反射層の形成工程を模式的に示す工程断面図である。 本発明の第２の実施形態の液晶表示装置２００を模式的に示す断面図である。 液晶表示装置２００を模式的に示す断面図である。 液晶表示装置２００を模式的に示す断面図である。 液晶表示装置２００を模式的に示す断面図である。 一般的な直下型のバックライトを備えた液晶表示装置を模式的に示す断面図である。 一般的なエッジライト型のバックライトを備えた液晶表示装置を模式的に示す断面図である。

符号の説明

２ 線状光源
４ 光吸収板
４ａ 光吸収板の光源側の端部
４ｂ 光吸収板の光源側とは反対側の端部
４ｃ 基材
４ｄ 光拡散層
４ｓ 光拡散性を有する表面
１０ 背面基板（第１基板）
１０ａ 背面基板の光源側の側面（光入射面）
１０ｂ 背面基板の観察者側の主面（光出射面）
１０ｃ 背面基板の観察者側とは反対側の主面
１２ 低屈折率層
１４ 選択反射層
１５ 反射膜
２０ 前面基板（第２基板）
２０Ｒ 非重畳領域
２２ 偏光板
３０ 液晶層
４２ 偏光板
１００、２００ 液晶表示装置

Claims (12)

1. 第１基板と、
   前記第１基板の観察者側に配置された第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、
   前記第１基板の側方に設けられ、前記第１基板の側面に向けて光を発する光源と、
   前記第１基板の観察者側とは反対側の主面上に形成され、前記光源から前記第１基板の内部に入射した光のうちの特定の偏光方向の光を観察者側に選択的に反射する選択反射層と、
   前記選択反射層に対して観察者側とは反対側に設けられ、前記選択反射層から漏れた光を吸収する光吸収板と、を備え、
   前記光吸収板は、前記光吸収板の前記光源側の端部から前記光吸収板の前記光源側とは反対側の端部に向かう方向に沿って光吸収率が高くなるように形成されている、液晶表示装置。
2. 前記光吸収板は、前記方向に沿って光吸収率が連続的に高くなるように形成されている請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記光吸収板は、前記方向に沿って光吸収率が段階的に高くなるように形成されている請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記光吸収板は、前記方向に沿って厚さが大きくなるように形成されている請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 前記光吸収板は、前記選択反射層側に光拡散性を有する表面を有し、前記表面の光拡散性が前記方向に沿って低くなるように形成されている請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 前記第１基板の観察者側の主面上に形成され、前記第１基板の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率層をさらに備える請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 前記特定の偏光方向に略平行な透過軸を有し、前記光源と前記第１基板の側面との間に設けられた偏光板をさらに備える請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 前記選択反射層は、前記特定の偏光方向の光を選択的に反射する反射膜をその内部に有している請求項１から７のいずれかに記載の液晶表示装置。
9. 前記反射膜は、少なくとも一部が前記第１基板の観察者側の主面に対して傾斜している請求項８に記載の液晶表示装置。
10. 前記反射膜は、透明な誘電体膜または誘電体多層膜である請求項８または９に記載の液晶表示装置。
11. 前記第２基板は、前記液晶層の層法線方向から見たときに前記第１基板に重ならない非重畳領域を有し、前記光源は、前記第２基板の前記非重畳領域に重なるように配置されている請求項１から１０のいずれかに記載の液晶表示装置。
12. 請求項１から１１のいずれかに記載の液晶表示装置を備えた携帯型電子機器。

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