JP4585226B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示領域を有する液晶表示装置に関し、該表示領域の一部分に液晶表示を行わない表示外領域を形成した液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、液晶を介して対向配置された各透明基板を外囲器とし、該液晶の広がり方向に多数の画素が備えられている。これら各画素は、前記各透明基板の液晶側の面に、映像信号に対応する電圧が印加される画素電極と対向電極が形成され、これら電極によって発生する電界によって当該画素の液晶が光変調されるようになっている。そして、液晶の光変調量を光の透過量として可視化できるように、各透明基板の液晶の反対側の面にそれぞれ偏光板が配置されている。

このような液晶表示装置では、それが低消費電力で駆動できることから、近年種々の用途に利用されるようになってきている。たとえば、表示パネルの中央部に窓部を形成し、この窓部を通して観察者が液晶表示パネルの背面に配置させた部材を目視できるようにするものである。

図７は、表示パネルの中央部に窓部を形成した液晶表示装置を示す図である。図７において、１１は下側透明基板、１２は上側透明基板であり、下側透明基板には走査線駆動回路１３及び信号線駆動回路１４が配置されており、走査線駆動回路１３には複数本の走査線１５が、また信号線駆動回路１４には複数の走査線１５に交差するように複数の信号線１６が配置されて構成されている。そして、図７においてはこの走査線１５及び信号線１６が交差して形成された表示領域の中央部において窓部１７が形成されていることを示している。

図８は、図７のＡ-Ａ’断面構成を示した図である。まず、一対の透明基板（例えばガラス基板等）１１、１２は液晶２３を挟持しており、一対の透明基板のそれぞれには偏光板２１、２２が配置されて液晶パネルを構成している。そして、この液晶パネルの下側には液晶パネルの窓部１７以外の箇所に対応して配置された光学シート２４（拡散シート、プリズムシート等）が配置されている。さらにこの光学シート２４の下側には側辺に光源３１及び反射板２８を配置した導光体２５が配置されている。導光体２５の下側には、窓部１７に対応した箇所以外の箇所に反射板２７が配置され、そして窓部１７に対応する箇所には部材３０が配置されている。

図９は、導光板２５の構成を示した斜視図である。導光板２５にはその下に反射板２７が配置されているが、この反射板２７が配置された箇所に対応してドットパターン２６が、例えばドット印刷により施されている。このドットパターン２６は、光源３１及び反射板２８からの導光板２５に導かれた光を導光体２５の上方（液晶パネル側）に導光させるために配置されている。尚、反射板２７は導光板２５の下方に進む光を上方へ導くために配置されている。

図１０は、導光板２５の下面に配置されたドットパターン２６と反射板２７の配置の関係を詳細に示す図である。図１０に示すように、導光体２５の下面にドットパターン２６が配置されており、このドットパターン２６を覆うようにして反射板２７が配置されている。

尚、後述する導光体にＡＲ処理（低反射処理）を施す技術として、フロントライト方式の導光体の液晶パネル側にＡＲ処理を施した下の特許文献１が挙げられる。
特開２００３-１６１９４０号公報

窓部を有する液晶表示装置では、部材を良好に表示することが必要と考えられるが、従来技術ではこの点については何ら配慮されていない。ここで、部材を良好に表示するためには、導光体の液晶パネルの窓部に対応する箇所をくり貫いて導光体を構成する手段が考えられるが、この手段では窓部に対応する箇所の透明度を上げることは可能であるが、このようなくり貫きのコスト等を考慮すると量産性が損なわれてしまい現在のところ実用的ではないと考えられる。

本発明の目的は、窓部の透明性を高め量産性に適する液晶表示装置を提供することにある。

本出願の一実施態様によれば、液晶パネルとバックライトを有する液晶表示装置において、前記液晶パネルは、表示領域に液晶表示以外の表示を行う窓部を有するものであり、前記バックライトは、導光体と該導光体の側面に光源を有して構成され、前記導光体は、少なくとも前記液晶パネルの窓部に対応する箇所にアンチ・リフレクション層（反射防止層若しくは低反射層ともいう。以下、ＡＲ層と略記する）を有し、前記液晶パネルが配置されているのとは反対側の面には、窓部に対応する箇所以外の箇所に反射板を配置しているというものである。

尚、このＡＲ層は光学的干渉作用を利用して反射防止を行うものであり、導光体よりも屈折率の低い材料で層を形成する。このとき、ＡＲ層の厚さはＡＲ層中での光の波長の１／４になるようにする。

また、本出願の別の実施態様によれば、液晶パネルとバックライトを有する液晶表示装置において、前記液晶パネルは、表示領域に液晶表示以外の表示を行う窓部を有するものであり、前記バックライトは、導光体と該導光体の側面に光源を有して構成され、前記導光体は、前記液晶パネルが配置されている側の面に上側ＡＲ層を有し、前記液晶パネルが配置されているのとは反対側の面には、窓部に対応する箇所以外の箇所に反射板を配置しているというものである。

そして、本出願のさらに別の実施態様によれば、液晶パネルとバックライトを有する液晶表示装置において、前記液晶パネルは、表示領域に液晶表示以外の表示を行う窓部を有するものであり、前記バックライトは、導光体と該導光体の側面に光源を有して構成され、前記導光体は、前記液晶パネルが配置されているのとは反対側には、窓部に対応する箇所以外の箇所に反射板を配置するとともに、該反射板との間にドットパターンが配置されており、前記導光体の前記窓部に対応する箇所においては下側ＡＲ層が配置されており、前記反射板が配置された箇所においては、前記反射板との間に下側ＡＲ層が配置されているというものである。尚、このドットパターンは、前述したとおり光源及び反射板からの導光板に導かれた光を導光体の上方（液晶パネル側）に導光させるために配置されたものであり、このような機能を有するものを示すものである。例えばドットパターンの他にはドットパターンとは逆のシボパターンのようなものも考えられる。

本発明によれば、コストが安く、しかも窓部の透明性を確保することができる液晶表示装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態につき、実施例の図面を参照して詳細に説明する。図１は、図９の従来構成に対応する箇所を示した本発明の特徴を示す図である。尚、この特徴点以外の構成は、従来構成における図６図８の構成と同様の構成である。図１に示すとおり本発明の特徴は、導光体２５の上方（液晶パネル側）にＡＲ層１（低反射層）を有し、さらに導光体２５の下方の窓部１７に対応する箇所にもＡＲ層２を有している点である。

このように、導光体２５の上方及び下方の窓部１７に対応する箇所にＡＲ層を配置することにより、導光体２５の窓部１７に対応する箇所では視認性が向上し、窓部１７の下に配置された部材３０を良好に視認できるというものである。以下このことについて詳しく説明する。

まず、導光体を例えばアクリル樹脂で構成した場合、アクリル樹脂の屈折率は約１.５であるが、アクリル樹脂の上下には屈折率は約１.０の空気層が存在し屈折率差が存在する。この屈折率差のために、アクリル樹脂に入射する光の一部はアクリル樹脂表面で反射されてしまい、この反射光によりアクリル樹脂の内部及びその向こう側は見えにくくなる。そこでアクリル樹脂の表面にＡＲ層（低反射層）を配置することによりこのＡＲ層の反射波とアクリル樹脂の表面の反射波を干渉させ、互いに打ち消しあわせる事で反射率を低減させ、アクリル樹脂の内部の透明性を向上させるというものである。ここでは、導光体についてアクリル樹脂を例に挙げて説明したが、その他の物質でも屈折率が空気層よりも大きい物質であるなら上述した光の屈折の原理を満たすことになり適用可能である。例えば、アクリル樹脂の他にはシクロオレフィン、ＰＥＴ（ポリエチレンテフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）等が本発明の導光体として適用可能である。

尚、図１の構成では、導光体２５の窓部１７に対応する上面及び下面にそれぞれＡＲ層１及びＡＲ層２を配置した構成を示しているが、上面又は下面の片面だけＡＲ層を配置した構成でも、両面にＡＲ層を配置していない構成の液晶表示装置よりも部材３０の視認性が向上する。

さらに、図１の構成において、液晶パネルの偏光板の窓部に対応する箇所の偏光板を取り除くことによって、さらに部材３０の視認性を向上させることができる。この場合には、液晶パネルの上下それぞれの偏光板について、偏光板を取り除く構成とすれば一層効果が得られる。

次に、本発明の構成においてさらに生産性が向上する構成について検討する。図１の構成では、導光体２５の上面及び下面の窓部１７に対応する箇所のみにＡＲ層を施した構成について示した。窓部１７の下の部材３０の視認性の向上は、図１に示すように窓部１７に対応する箇所のみにＡＲ層１及びＡＲ層２を配置することで達成可能であるが、生産性及び量産性を考慮すると窓部１７のみに対応する箇所のみにＡＲ層１及びＡＲ層２を配置するよりも、導光体２５の上面又は下面全体にＡＲ層を配置した構成とすることがより量産性に適した構成であると考えられる。

図２は、導光体２５の上面側には窓部１７に対応する箇所だけではなく一面にＡＲ層１を配置した構成を示すものである。この構成は、図１の構成に比較するとＡＲ層１を選択的に配置するのではなく、一面に配置する処理とすることで生産性・量産性に優れる構成となる。例えば。導光体２５の上面の一面にＡＲフィルムの貼り付けやＡＲ膜の蒸着によりＡＲコートを施すことで所望のＡＲ層の配置が実現できる。尚、導光体２５にＡＲ蒸着する前に、導光体２５の表面にハードコート処理を行っても良い。

次に、さらに生産性及び量産性を向上させることを考慮すると、導光体２５の下面のＡＲ層２についても工夫する必要がある。

導光体２５の下面の一面にＡＲ層２を配置する上で問題となるのは、導光体２５の下面においては窓部１７に対応する箇所以外にはドットパターン２６及び反射板２７が配置されている点であり、生産性又は量産性を考慮すると、これらドットパターン２６、反射板２７及びＡＲ層２の位置関係が重要だと考えられる。

図３〜図６は、導光体２５の下面の窓部１７に対応する箇所以外にもＡＲ層２を施す場合に考えられる手法を示したものである。図３は、導光体２５の下面には、ドットパターン及びＡＲフィルム層を有する複合フィルム３２を貼り付けて導光体に所望のＡＲ層を配置する構成を実現することを示している。この複合フィルム３２は、ＰＥＴ等の透明基材３３の片面にＡＲフィルムの貼り付けやＡＲ膜の蒸着によりＡＲコートを施してＡＲ層２を構成し、別の片面にドットパターン２６及びこのドットパターン２６上に粘着材３４を配置して構成されるものである。

図４は、導光体２５の下面にドットパターン２６を施した後に導光体２５の下面にそれぞれＡＲフィルムの貼り付けやＡＲ膜の蒸着によりＡＲコートを施してＡＲ層２を構成したものである。

図５は、導光体２５の下面にＡＲフィルムの貼り付けやＡＲ膜の蒸着によりＡＲコートを施してＡＲ層２を構成し、この下面のＡＲ層２にドットパターン２６を施すことを示した図である。

図６は、導光体２５の下面には例えばＡＲフィルムによるＡＲ層２にドットパターン２６を施したものを用意して、このＡＲ層２を導光体２５の下面に配置して構成することを示した図である。

このように本発明は様々な方法により実現可能である。

尚、図３〜図６では、導光体２５の下面の窓部１７に対応する箇所以外の構成について示しているが、導光体２５の窓部１７に対応した箇所の構成は、図３〜図６のそれぞれの構成で、ドットパターンが配置されていない構成となっている。尚、反射板２７は、これらの構成の下側に配置されて構成される。

また、図３〜図６のそれぞれの構成においても、導光体２５にＡＲ蒸着を行う前に、導光体２５の表面にハードコート処理を行っても良い。

本発明における導光体にＡＲ処理を施した構成を示す図である。 本発明における導光体にＡＲ処理を施した構成を示す図である。 本発明における導光体の下面にＡＲ処理を施す構成を示す図である。 本発明における導光体の下面にＡＲ処理を施した構成を示す別の図である。 本発明における導光体の下面にＡＲ処理を施した構成を示す別の図である。 本発明における導光体の下面にＡＲ処理を施した構成を示す別の図である。 表示パネルの中央部に窓部を形成した液晶表示装置を示す図である。 従来構成における図Ｚ１の断面構成を示した図である。 導光板２５の構成を示した斜視図である。 従来構成における導光板の下面に配置されたドット印刷と反射板の配置の関係を詳細に示す図である。

符号の説明

１・・・上側ＡＲ層、２・・・下側ＡＲ層、１１・・・上側透明基板、１２・・・下側透明基板、１３・・・走査線駆動回路、１４・・・信号線駆動回路、１５・・・走査線、１６・・・信号線、１７・・・窓部、２１・・・上側偏光板、２２・・・下側偏光板、２３・・・液晶、２４・・・光学シート、２５・・・導光体、２６・・・ドットパターン、２７・・・反射板、２８・・・反射板、２９・・・保護シート、３０・・・部材、３１・・・光源、３２・・・複合フィルム、３３・・・透明基材、３４・・・粘着材。

Claims (3)

1. 液晶パネルとバックライトを有する液晶表示装置において、
   前記液晶パネルは、表示領域に液晶表示以外の表示を行う窓部を有するものであり、
   前記バックライトは、導光体と該導光体の側面に光源を有して構成され、
   前記導光体は、前記液晶パネルが配置されている側の面に上側アンチ・リフレクション層を有し、
   前記液晶パネルが配置されているのとは反対側の面には、窓部に対応する箇所以外の箇所に反射板を配置し、
   前記導光体は、前記液晶パネルが配置されているのとは反対側の面に下側アンチ・リフレクション層を有し、該下側アンチ・リフレクション層は、前記反射板と前記液晶パネルとの間に配置され、
   前記下側アンチ・リフレクション層と、前記反射板との間にドットパターンが配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１の液晶表示装置において、
   前記ドットパターンは、前記下側アンチ・リフレクション層に施されていることを特徴とする液晶表示装置。
3. 液晶パネルとバックライトを有する液晶表示装置において、
   前記液晶パネルは、表示領域に液晶表示以外の表示を行う窓部を有するものであり、
   前記バックライトは、導光体と該導光体の側面に光源を有して構成され、
   前記導光体は、前記液晶パネルが配置されているのとは反対側には、窓部に対応する箇所以外の箇所に反射板を配置するとともに、該反射板との間にドットパターンが配置されており、
   前記導光体の前記窓部に対応する箇所においては下記アンチ・リフレクション層が配置されており、前記反射板が配置された箇所においては、前記反射板との間に下側アンチ・リフレクション層が配置され、
   前記ドットパターンは、前記下側アンチ・リフレクション層と前記反射板との間に施されていることを特徴とする液晶表示装置。

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