JP5287221B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Description
この発明は、液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device.
従来の液晶表示装置は、対向配置された一対の基板間に液晶層が封入され、前記一対の基板の互いに対向する内面の少なくとも一方に、電圧の印加により液晶分子の配向状態を変化させて前記液晶層の光学的特性を制御する複数の電極が設けられた液晶素子と、前記液晶素子を挟んで配置された観察側とその反対側の一対の偏光板と、前記反対側の偏光板の後側(観察側とは反対側)に配置された面光源とにより構成されている(特許文献1参照)。
しかし、上記従来の液晶表示装置は、その厚さが厚いという問題をもっている。 However, the conventional liquid crystal display device has a problem that it is thick.
この発明は、薄型化をはかることができる液晶表示装置を提供することを目的としたものである。 An object of this invention is to provide the liquid crystal display device which can achieve thickness reduction.
前記目的を果たすため、本発明の液晶表示装置の一態様は、第1の面と第2の面とを有する液晶素子と、透明な板状部材からなり、当該板状部材の端面に光を入射させる入射端面が形成され、当該板状部材の2つの板面の一方に当該入射端面から入射した光の出射面が形成され、当該出射面を前記液晶素子の前記第2の面に対向させて配置された導光板と、前記導光板の前記入射端面に対向させて配置された発光素子と、前記液晶素子の前記第1の面に対向させて配置され、ベースフィルムと偏光層と保護フィルムとを有する偏光板と、前記導光板の前記出射面に密着させて配置されるとともに、前記液晶素子の前記第2の面に密着させて配置された、前記ベースフィルム及び前記保護フィルムを有さない薄膜状偏光層と、を備える、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, one embodiment of a liquid crystal display device of the present invention includes a liquid crystal element having a first surface and a second surface , and a transparent plate-like member, and emits light to an end surface of the plate-like member. An incident end face to be incident is formed, an exit face of light incident from the incident end face is formed on one of the two plate faces of the plate-like member, and the exit face is opposed to the second face of the liquid crystal element. a light guide plate disposed Te, a light emitting element which is arranged opposite to the incident end face of the light guide plate, is disposed opposite to said first surface before Symbol liquid crystal element, the protective base film and the polarizing layer Yes to a polarizing plate and a film, wherein disposed in close contact with the exit surface Rutotomoni of the light guide plate, wherein disposed in close contact with the second surface of the liquid crystal element, the base film and the protective film a thin-film polarizing layer otherwise comprises, that And butterflies.
この発明の液晶表示装置によれば、薄型化をはかることができる。 According to the liquid crystal display device of the present invention, it is possible to reduce the thickness.
(第1の実施形態)
図1はこの発明の第1の実施例を示す液晶表示装置の断面図であり、この液晶表示装置は、液晶素子1と、前記液晶素子1の観察側とは反対側(以下、後側という)に配置され、前記液晶素子1に向けて照明光を照射する面光源8と、前記液晶素子1と前記面光源8との間に配置された薄膜状の偏光層15と、前記液晶素子1の観察側に配置された偏光板17とを備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. The liquid crystal display device includes a
前記液晶素子1は、予め定めた間隙を設けて対向配置された観察側とその反対側の一対の透明基板2,3間に液晶層5が封入され、前記一対の基板2,3の互いに対向する内面の少なくとも一方に、電圧の印加により液晶分子の配向状態を変化させて前記液晶層5の光学的特性を制御する複数の透明電極6,7が設けられたものであり、前記一対の基板2,3は、それぞれの周縁部において枠状のシール材4を介して接合され、前記液晶層5は、前記一対の基板2,3間の間隙の前記シール材4で囲まれた領域に封入されている。
In the
この実施例の液晶素子1は、前記電極6,7を一対の基板2,3の内面それぞれに設けたものであり、前記電極6,7のうちの一方の基板、例えば観察側とは反対側の基板(以下、後側基板という)3の内面に設けられた電極7は、行および列方向に配列させて形成された複数の画素電極、他方の基板、つまり観察側基板2の内面に設けられた電極6は、前記複数の画素電極7の配列領域の全域に対向させて形成された一枚膜状の対向電極である。
In the
なお、この液晶素子1は、TFT(薄膜トランジスタ)をアクティブ素子としたアクティブマトリックス液晶素子であり、図では省略しているが、前記複数の画素電極7が設けられた後側基板3の内面に、前記複数の画素電極7にそれぞれ対応させて配置され、対応する画素電極7にそれぞれ接続された複数のTFTと、各行の複数のTFTに前記TFTをオンさせるゲート信号を供給する複数の走査線と、各列の複数のTFTに画像データ信号を供給する複数の信号線とが設けられている。
The
また、図では省略しているが、前記観察側基板2の内面には、前記複数の画素電極7と前記対向電極6とが互いに対向する領域からなる複数の画素にそれぞれ対応させて、赤、緑、青の3色のカラーフィルタが設けられている。なお、前記対向電極6は、前記カラーフィルタの上に形成されている。
Although not shown in the drawing, the inner surface of the observation-
さらに、前記一対の基板2,3の内面はそれぞれ、前記電極6,7を覆って配向膜(図示せず)を設け、これらの配向膜の膜面を予め定めた方向にラビングすることにより配向処理されており、前記液晶層5の液晶分子は、前記配向処理によって一対の基板2,3それぞれの近傍における配向方向を規定され、予め定めた初期配向状態に配向している。
Further, the inner surfaces of the pair of
一方、前記面光源8は、板状の透明部材からなり、その1つの端面に光を入射させる入射端面10が形成され、2つの板面の一方に、前記入射端面10から入射した光の出射面11が形成され、他方の板面に前記入射端面10から入射した光を前記出射面11に向けて内面反射する反射面12が形成された導光板9と、前記導光板9の入射端面10に対向させて配置されたLED(発光ダイオード)等からなる複数の発光素子13とにより構成されており、前記液晶素子1の後側に、前記導光板9の出射面11を前記液晶素子1に対向させて配置されている。
On the other hand, the
この面光源8は、前記複数の発光素子13の点灯により、これらの発光素子13が発する光を前記導光板9により導いて、この導光板9の出射面11から前記液晶素子1に向けて照射する。
The
また、前記液晶素子1の観察側に配置された偏光板17は、トリアセチルセルロース等の樹脂からなるベースフィルム18と、このベースフィルム18上に形成され、一方方向に配向させたヨウ素分子を含有したポリビニルアルコール等の樹脂層からなる薄膜状の偏光層19と、前記偏光層19を覆って積層されたトリアセチルセルロース等の樹脂からなる保護フィルム20とからなっており、前記液晶素子1の観察側基板2の外面に貼り付けられている。
The polarizing
一方、前記液晶素子1と面光源8との間に配置された薄膜状の偏光層15は、前記偏光板17の偏光層19と実質的に同じものであり、ヨウ素分子を含有したポリビニルアルコール等の樹脂層からなり、前記ヨウ素分子を一方方向に配向させた薄膜からなっている。この偏光層15は、前記面光源8の導光板9の出射面11に密着させて配置され、前記出射面11に貼り付けられている。
On the other hand, a thin film-like polarizing
さらに、前記偏光層15の前記液晶素子1と対向する面には、前記偏光層15を保護するための保護フィルム16が設けられている。この保護フィルム16は、前記偏光板17の保護フィルム20と実質的に同じもの(トリアセチルセルロース等の樹脂からなるフィルム)であり、前記偏光層15の上に密着させて設けられている。
Further, a
そして、前記面光源8は、前記保護フィルム16の外面(偏光層15に接する面とは反対面)を前記液晶素子1の後側基板3の外面に密着させるか、或いは近接させて配置されている。
The
また、この実施例の液晶表示装置は、前記面光源8の導光板9の出射面11とは反対側、つまり反射面12側に、前記導光板9の反射面12に密着させるか、或いは近接させて配置され、観察側から入射し、前記偏光板17と液晶素子1と保護フィルム16及び偏光層15と前記導光板9とを透過した光を前記観察側へ反射する反射膜14をさらに備えている。なお、この反射膜14は、前記導光板9にその入射端面10から入射して前記導光板9内を導かれた光のうちの前記反射面12を透過して後側に出射した漏れ光を反射して前記導光板9内に戻す機能も有している。
Further, in the liquid crystal display device of this embodiment, the
また、前記液晶素子1は、前記一対の基板2,3間に、誘電異方性が正のネマティック液晶からなる液晶層5を封入し、その液晶分子を、一対の基板2,3間において実質的に90°の捩れ角でツイスト配向させたTN型液晶素子であり、前記液晶素子1と面光源8との間に配置された偏光層15は、その吸収軸を、前記液晶素子1の後側基板3の内面の配向処理方向(配向膜のラビング方向)に対していずれか一方の方向に実質的に45°の角度で交差する方向に向けて配置され、前記液晶素子1の観察側に配置された偏光板17は、その吸収軸を、前記偏光層15の吸収軸に対して実質的に直交する方向に向けて配置されている。
The
図2は、前記液晶素子1の一対の基板2,3の内面の配向処理方向と、前記偏光層15及び偏光板17の吸収軸の向きを示している。
FIG. 2 shows the alignment treatment direction of the inner surfaces of the pair of
図2のように、前記液晶素子1の後側基板3の内面は、画面の横軸xに対して一方の方向、例えば観察側から見て右回り方向に実質的に45°の角度で交差する方向3aに配向処理され、観察側基板2の内面は、前記画面の横軸xに対して前記一方の方向とは反対方向(観察側から見て左回り方向)に実質的に45°の角度で交差する方向2aに配向処理されており、前記液晶層5の液晶分子は、一対の基板2,3それぞれの近傍において、これらの基板2,3の配向処理方向2a,3aに分子長軸を向けて配向し、前記一対の基板2,3間において、図2に分子配列の捩れ方向を破矢線で示したように、後側基板3から観察側基板2に向かって実質的に90°の捩れ角でツイスト配向している。
As shown in FIG. 2, the inner surface of the
そして、前記液晶素子1と面光源8との間に配置された偏光層15は、その吸収軸15aを、前記画面の横軸xと実質的に平行な方向、すなわち、前記液晶素子1の後側基板3の内面の配向処理方向3aに対して観察側から見て左回り方向に実質的に45°の角度で交差する方向に向けて配置されている。
The polarizing
また、前記液晶素子1の観察側に配置された偏光板17は、その吸収軸17aを、前記画面の横軸xと実質的に90°の角度で交差する方向、すなわち、前記液晶素子1の観察側基板2の内面の配向処理方向2aに対して観察側から見て左回り方向に実質的に45°の角度で交差し、且つ前記偏光層15の吸収軸15aに対して実質的に直交する方向に向けて配置されている。
The polarizing
この液晶表示装置は、前記液晶素子1の後側に面光源8を配置し、さらに前記面光源8の導光板9の後側に反射膜14を配置しているため、前記面光源8からの照明光を利用する透過表示と、観察側から入射した光(液晶表示装置の使用環境の光である外光)を利用する反射表示とを行うことができる。
In this liquid crystal display device, the
なお、透過表示のときは、前記面光源8の導光板9の出射面11から出射した照明光が、前記偏光層15によって、その吸収軸15aと平行な直線偏光成分が吸収され、前記偏光層15の吸収軸15aに対して直交する振動面をもった直線偏光になって液晶素子1に入射し、前記液晶素子1を、液晶層5の液晶分子の配向状態に応じた複屈折作用を受けて透過した光が、観察側の偏光板17に入射し、その光のうちの前記偏光板17の吸収軸17aに対して直交する直線偏光が前記偏光板17を透過して観察側に出射する。
In the case of transmissive display, illumination light emitted from the exit surface 11 of the
また、反射表示のときは、観察側から入射した光が、観察側の偏光板17によって、その吸収軸17aと平行な直線偏光成分が吸収され、前記偏光板17の吸収軸17aに対して直交する振動面をもった直線偏光になって液晶素子1に入射し、前記液晶素子1を、液晶層5の液晶分子の配向状態に応じた複屈折作用を受けて透過した光が、前記偏光層15に入射し、その光のうちの前記偏光層15の吸収軸15aに対して直交する直線偏光が前記偏光層15を透過し、さらに前記面光源8の導光板9を透過して前記反射膜14により反射され、その反射光が、前記導光板9と偏光層15と液晶素子1と観察側の偏光板17を透過して観察側に出射する。
In the case of reflective display, the light incident from the observation side is absorbed by the observation-side
前記液晶表示装置は、前記液晶素子1と、前記導光板9とその入射端面10に対向させて配置された複数の発光素子13とにより構成され、前記液晶素子1の後側に、前記導光板9の出射面11を前記液晶素子1に対向させて配置された面光源8と、前記面光源8の導光板9の出射面11に密着させて配置された薄膜状の偏光層15と、前記偏光層15の液晶素子1と対向する面に密着させて設けられた保護フィルム16と、前記液晶素子1の観察側に配置された偏光板17とによって構成されているため、装置全体を薄型化することができる。
The liquid crystal display device includes the
すなわち、液晶素子を挟んで観察側とその反対側とに一対の偏光板を配置した従来の液晶表示装置は、2枚の偏光板の厚さが液晶表示装置の厚さに大きく影響するため、薄型化をはかることが難しい。 That is, in the conventional liquid crystal display device in which a pair of polarizing plates are arranged on the observation side and the opposite side across the liquid crystal element, the thickness of the two polarizing plates greatly affects the thickness of the liquid crystal display device. It is difficult to reduce the thickness.
なお、前記実施例の液晶表示装置における観察側の偏光板17の厚さ(ベースフィルム18と偏光層19と保護フィルム20との合計厚さ)は約0.15mmであり、従来の液晶表示装置は、前記約0.15mmの厚さの2枚の偏光板を備えているため、この2枚の偏光板の厚さが液晶表示装置の厚さに大きく影響する。
In addition, the thickness of the
一方、前記実施例の液晶表示装置は、観察側の偏光板17の厚さは約0.15mmであるが、液晶素子1と面光源8との間に配置された前記薄膜状の偏光層15の厚さと、前記偏光層15に密着させて設けられた前記保護フィルム16の厚さはそれぞれ約0.05mmであり、この偏光層15と保護フィルム16の合計厚さは、約0.10mmである。
On the other hand, in the liquid crystal display device of the above example, the
そして、前記偏光層15は、前記面光源8の導光板9の出射面11に密着させて配置され、前記面光源8は、前記偏光層15に密着させて設けられた前記保護フィルム16を前記液晶素子1の後側基板3の外面に密着させるか、或いは近接させて配置されているため、前記実施例の液晶表示装置によれば、その厚さを従来の液晶表示装置に比べて薄くすることができる。
The
なお、前記実施例の液晶表示装置において、前記面光源8は、前記保護フィルム16を前記液晶素子1の後側基板3の外面に密着させて配置するのが望ましく、このようにすることにより、装置全体をより薄型化することができる。
In the liquid crystal display device of the embodiment, it is desirable that the
さらに、このように前記面光源8を、前記保護フィルム16を前記液晶素子1の後側基板3の外面に密着させて配置しているので、液晶層5と反射膜14との距離が短くなり、前記反射表示のときに、表示画像の影が前記面光源8の後側に配置された反射膜14上に映り、前記表示画像と、前記反射膜14上に映った影とが観察側から見えることによる二重像の発生を殆んど目立たなくすることができる。
Furthermore, since the
すなわち、例えば前記液晶素子1の後側基板3の板厚が0.50mm、前記面光源8の導光板9の板厚が0.80mm、前記導光板の出射面11に密着された前記偏光層15とその上に密着された保護フィルム16との合計厚さが0.10mmであり、前記面光源8が、前記保護フィルム16を前記液晶素子1の後側基板3の外面に密着させて配置され、前記反射膜14が前記導光板9の出射面11とは反対側の反射面12に密着させて配置されている場合、前記液晶素子1の液晶層5の後側の面、つまり前記後側基板3の内面と前記反射膜14との間の距離Lは、1.40mmである。
That is, for example, the thickness of the
そして、前記後側基板3の内面と前記反射膜14との間の距離Lが1.40mm程度であれば、観察側から前記液晶素子1の法線方向に対して斜めに傾いた入射角で入射した光の観察側の偏光板17上における入射点と、前記入射角で入射し、前記反射膜14により反射された光の前記観察側の偏光板17上における出射点の位置ずれは極く僅かであり、したがって、表示画像の影が前記反射膜14上に映っても、その影は前記表示画像に隠れてほとんど視認されない。
If the distance L between the inner surface of the
なお、前記液晶素子1の後側基板3と前記面光源8の導光板9の一方または両方は、より薄い板厚のものが好ましく、例えば、前記後側基板3の板厚を0.15mm、前記導光板9の板厚を0.25mmにすることにより、前記後側基板3の内面と前記反射膜14との間の距離Lを0.50mmにし、前記二重像の発生をさらに目立たなくすることができる。
One or both of the
(第2の実施形態)
図3はこの発明の第2の実施例を示す液晶表示装置の断面図である。なお、この実施例において、上記第1の実施例に対応するものには図に同符号を付し、同一のものについてはその説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a sectional view of a liquid crystal display device showing a second embodiment of the present invention. In this embodiment, parts corresponding to those in the first embodiment are given the same reference numerals in the drawings, and description of the same parts is omitted.
この実施例の液晶表示装置は、上記第1の実施例における偏光層15の保護フィルムを省略し、前記面光源8を、その導光板9の出射面11に密着された偏光層15の液晶素子1と対向する面を、前記液晶素子1の後側基板3の外面に密着させて配置したものであり、他の構成は第1の実施例と同じである。
In the liquid crystal display device of this embodiment, the protective film of the
この液晶表示装置は、前記液晶素子1と前記面光源8の導光板9との間に、約0.05mmの厚さの偏光層15だけを配置し、この偏光層15を前記面光源8の導光板9の出射面11に密着させ、さらに前記面光源8を、前記偏光層15を前記液晶素子1の後側基板3の外面に密着させて配置しているため、装置全体の厚さを上記第1の実施例の液晶表示装置よりもさらに薄くすることができる。
In this liquid crystal display device, only a
また、この液晶表示装置は、例えば、前記液晶素子1の後側基板3の板厚を0.15mm、前記導光板9の板厚を0.25mmにし、さらに前記反射膜14を前記導光板9の出射面11とは反対面(反射面)12に密着させて配置したときの前記後側基板3の内面と前記反射膜14との間の距離Lが0.45mmであるため、前記二重像の発生を、さらに目立たなくすることができる。
Further, in this liquid crystal display device, for example, the
(他の実施形態)
なお、上記第1及び第2の実施例の液晶表示装置は、液晶分子を一対の基板2,3間において実質的に90°の捩れ角でツイスト配向させたTN型の液晶素子1を備え、且つ、前記偏光層15と観察側の偏光板17とを、それぞれの吸収軸15a,17aを前記液晶素子1の一対の基板2,3の配向処理方向2a,3aに対して実質的に45°の角度で交差する方向に向けて配置したものであるが、前記偏光層15と観察側の偏光板17は、それぞれの吸収軸15a,17aを前記液晶素子1の一対の基板2,3の配向処理方向2a,3aに対して実質的に直交または平行な方向に向けて配置してもよい。
(Other embodiments)
The liquid crystal display devices of the first and second embodiments include a TN
また、前記液晶素子1は、液晶分子を一対の基板2,3間において180°〜270°の捩れ角でツイスト配向させたSTN型、液晶分子を基板面に対して実質的に垂直に配向させた垂直配向型、液晶分子を分子長軸を一方向に揃えて基板面と実質的に平行に配向させた非ツイストの水平配向型、液晶分子をベンド配向させるベンド配向型のいずれか、あるいは強誘電性または反強誘電性液晶素子でもよい。
The
さらに、前記液晶素子1は、一対の基板の内面にそれぞれ複数の画素を形成するための電極を設けたものに限らず、一対の基板のいずれか一方の内面に、複数の画素を形成するための第1の電極と、それよりも液晶層側に前記第1の電極と絶縁して形成された複数の細長電極部を有する第2の電極とを設け、これらの電極間に横電界(基板面に沿う方向の電界)を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させる横電界制御型のものでもよい。
Furthermore, the
また、上記実施例の液晶表示装置は、面光源8からの照明光を利用する透過表示と、観察側から入射した光を利用する反射表示とを行うものであるが、この発明は、面光源8からの照明光を利用する透過表示だけを行う表示装置にも適用することができ、その場合は、上記実施例において面光源8の導光板9の後側に配置された反射膜14は、設けても、設けなくてもよい。
The liquid crystal display device of the above embodiment performs transmissive display using illumination light from the
1…液晶素子、2,3…基板、5…液晶層、6,7…電極、8…面光源、9…導光板、10…入射端面、11…出射面、12…反射面、13…反射膜、14…発光素子、15…偏光層、16…保護フィルム、17…偏光板。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
透明な板状部材からなり、当該板状部材の端面に光を入射させる入射端面が形成され、当該板状部材の2つの板面の一方に当該入射端面から入射した光の出射面が形成され、当該出射面を前記液晶素子の前記第2の面に対向させて配置された導光板と、
前記導光板の前記入射端面に対向させて配置された発光素子と、
前記液晶素子の前記第1の面に対向させて配置され、ベースフィルムと偏光層と保護フィルムとを有する偏光板と、
前記導光板の前記出射面に密着させて配置されるとともに、前記液晶素子の前記第2の面に密着させて配置された、前記ベースフィルム及び前記保護フィルムを有さない薄膜状偏光層と、
を備える、
ことを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal element having a first surface and a second surface,
It is made of a transparent plate-shaped member, and an incident end surface for making light incident on the end surface of the plate-shaped member is formed, and an exit surface for light incident from the incident end surface is formed on one of the two plate surfaces of the plate-shaped member. A light guide plate disposed with the emission surface facing the second surface of the liquid crystal element;
A light emitting element disposed to face the incident end face of the light guide plate;
Is arranged opposite to said first surface before Symbol liquid crystal device, a polarizing plate having a base film and the polarizing layer and the protective film,
Rutotomoni disposed in close contact with the emitting surface of the light guide plate, wherein disposed in close contact with the second surface of the liquid crystal element, a thin-film polarizing layer without the base film and the protective film,
Equipped with a,
A liquid crystal display device characterized by the above.
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