JPH07152031A

JPH07152031A - 液晶表示装置およびその製造方法

Info

Publication number: JPH07152031A
Application number: JP5320824A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Yoshikawa; 浩久吉川; Noboru Masubuchi; 暢増淵
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1993-11-29
Filing date: 1993-11-29
Publication date: 1995-06-16

Abstract

(57)【要約】【目的】ビーズ粒子による内部の反射、屈折を用いな
い、透明板表面に微凹凸のみで光を反射、屈折し、拡散
させるタイプの拡散板を用いて、液晶表示素子部、拡散
板、バックライト部を一体化する際に、拡散板の光学機
能を消失しないようにした、液晶表示装置およびその製
造方法を提供する。【構成】対向配置された上下一対の電極間に液晶を封
入し、それらを狭持する上下一対の偏光板を有する液晶
表示部と、熱可塑性樹脂の拡散板と、光反射層を有する
バックライト部とをこの順に積層、一体化された液晶表
示装置であって、該拡散板の表面と裏面の少なくとも一
方の面に透明層を設け、且つ、光拡散板の屈折率ｎ₀、
透明層屈折率ｎ_T、導光板の透明層屈折率ｎ_Gをｎ₀≠
ｎ_T、ｎ_G≠ｎ_Tとし、少なくとも導光板と接する側の
透明層の厚さΔＸと光源光の最大波長λ_maxとの関係を
ΔＸ＞λ_maxとした液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，透過型液晶表示装置に
関するものであり、特に、各ユニットを一体化する際
に、光拡散板の光学的機能を消失しないようにしたもの
で、光源からの光を有効、且つ、一様に液晶表示素子に
照射できる装置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、バックライトを有する透過型
液晶表示装置として、ツイストテッド・ネマテイック型
（以下ＴＮ形と言う。）液晶表示装置が知られている。
この装置の液晶表素子は、図１（イ）に示すように、対
向面にそれぞれ透過性のセグメント電極、コモン電極を
形成した２枚の透過性電極基板を対向させ、その周辺部
をシール材で貼り合わせ、両基板の間に分子の配向が捩
れ構造を有するＴＮ形液晶を封入して形成されるもので
ある。かかる液晶表示素子の外側の一方の電極基板１０
上には、上偏光板１１が、他方の電極基板１０ａ上には
下偏光板１１ａがそれぞれ偏光軸を互いに交叉または平
行させてそれぞれ接着配置されている。又、下偏光板１
１ａの下側には、スペーサ１３を介して一定距離、約１
ｍｍ離間してバックライト部６を設け、これを点灯し、
自発光しない液晶表示部４の表示を暗所でも明視可能に
している。光源の上側には拡散板５、例えば乳白色透明
ののアクリル板を、下側には反射板１８を、それぞれス
ペーサーを介して、一定距離２ｍｍだけ離間して設けら
れ、光源からの発光が有効かつ一様に液晶表示素子を照
射するように構成されているものが知られている。又、
特開平１−２４５９０号、特開平２−１７号、実開平４
−１０７２０１号等に開示されているエッヂライト型面
光源を用いた液晶表示装置もあった。これれは図８の如
く光拡散板として３角プリズムを稜線が互いに平行にな
る様に線型配列させた光拡散板を載置したものである。
しかしながら、いづれも各ユニット毎フレームによっ
て、手作業でアセンブリするものであり、液晶表示装置
作製の為の工程数が多く、生産性は低いものであり、不
良数も工程毎に蓄積されて増え、問題となっていた。そ
して、ここで用いられる拡散板は、白黒液晶表示装置用
には、表面の均一な光拡散の為のランダム凹凸や砂目、
梨地、特開平２−１７号、実開平５−１０７２０１号等
にあるような３角プリズム線型配列、或いは実開平４−
１０７２３７号等にあるような円柱型レンチキュラーレ
ンズ等や表面に光拡散性微粒子や拡散剤をコートしたも
の、カラー液晶表示装置用には、光の利用効率を高く
し、光輝度を高くする為、特開平２−２１４２８７号等
に開示されているように導光板表面に規則正しい蠅の目
レンズ、円柱レンチキュラーレンズ形状のものが用いら
れており、レンズにより、光源光を専ら各画素にのみ集
光させることが好ましいとされていた。前記拡散板に光
拡散性（艶消）微粒子（ガラス、アクリル、シリカ等）
を練り込んで、板内の分散粒子の表面で光を反射、屈折
させる方式（所謂乳白色板）も用いられていた。これら
光拡散板の中では、前者の光拡散性微粒子を練り込まな
い方式のものの方が光源光の損失の少なさ、光の集光、
拡散特性の制御の容易性からより好ましいとされ、近年
此の方式のものが主流になりつつある。しかしながら、
これら拡散板のうちで、光拡散性微粒子による内部の反
射、屈折を用いず、透明板表面の微凹凸形状のみで光を
反射、屈折し、拡散させるものを用い、これを導光板と
偏光板の間に挟んで一体化させた場合、一般的に導光
板、拡散板、偏光板の３者とも透明樹脂からなり屈折率
が略同一であることより、光学的に表面微細凹凸が消失
してしまい、図５に示すように３者の境での光拡散板の
機能が無くなってしまうという問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況のもと、各ユニット毎手作業でアセンブリしたもの
を、プレス成形等により一体化した液晶表示装置とその
製造方法を提供しようとするもので、液晶表示装置作製
の為の工程数を減らし、生産性の良いものとし、且つ、
工程毎に蓄積されて増える不良数を減少しようするもの
である。そして、透明板表面の微凹凸形状のみで光を反
射、屈折し、拡散させる光拡散板を用いこれを導光板と
偏光板の間に挟んで一体化させた場合にも、光拡散板の
光学的機能（反射、屈折、拡散）が消失しないようにし
たものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、対向配置された上下一対の電極間に液晶を封入し、
それらを挾持する上下一対の偏光板を有する液晶表示部
と透明材料からなる光拡散板と、光反射層を有するバッ
クライト部とをこの順に積層、一体化された液晶表示装
置であり、光拡散板の表面と裏面の少なくとも一方の面
に透明層を設け、且つ、光拡散板の屈折率ｎ₀、透明層
の屈折率ｎ_T、導光板の屈折率ｎ_Gをｎ₀≠ｎ_T、ｎ_G
≠ｎ_Tとし、少なくとも導光板に接する側の透明層の厚
さΔＸと光源光の最大波長λ_maxとの関係をΔＸ＞λ
_maxとしたものである。そして、偏光板を有する液晶表
示部の表示部の表面側に更にハードコート層及び／また
は防眩層設けたものてある。本発明の液晶表示装置は、
更に、面発光体を導光板側の端部の少なくとも一端部に
一体化したものである。本発明の液晶表示装置は、図１
（イ）に示すように、液晶表示部４と拡散板５とバック
ライト部６の各パーツを、図１（ハ）に示すように、Ｘ
−ＳＨＥＥＴ（出光ＮＳＧ（株）製）等のスタンパブル
強化熱可塑性樹脂からなるフレーム部３にて、一体化し
たものである。

【０００５】そして、液晶表示部は、図１（イ）に示す
ような、上下一対の電極間８、８ａに液晶を封入し、そ
れらを挾恃する上下一対の偏光板１１、１１ａを有する
ものである。電極基板８、８ａは、ガラス基板に透明電
極層を配設したもので、ガラス基板は一般的に透明度、
平滑度が高く、傷がなく、組成的に液晶材料に悪影響を
与えないことから、ソーダライムガラスが用いられる。
さらに液晶劣化を抑える為、シリカ（ＳｉＯ₂）がコー
テイングされている。透明電極層は、シリカ（Ｓｉ
Ｏ₂）をコーテイングしたガラス基板上に電導金属酸化
物、例えば酸化錫膜、酸化インジウム膜、ＩＴＯ膜（Ｉ
ｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂）等をスパッタリング、真空蒸着で
コーテイングする。必要に応じ、各画素やセグメントの
スイッチング用の薄膜トランジスター（ＴＦＴ）を一体
形成したものでも良いし、又、縦、横方向のマトリック
ス電極方式でも良い。液晶の材料としては、ビフエニー
ル系、フエニルミクロヘキサン系、シクロヘキシルシク
ロヘキサン系、ピリミジン系があるが、使用温度、高速
反応性、色相再現性により各系を混合して用いる。必要
により、配向処理剤等の添加剤を混合する。特に好まし
いのは、特開平５−２２４１９１号、実開平５−６６６
２４等に開示される様な、高分子の３次元網目状構造体
の中に液晶を分散させたポリマーネットワーク型、或い
はポリマーマトリックス中に粒子状に液晶を分散させた
ポリマー分散型等の非流動性の物である。これらはスペ
ーサ無しでも液晶相の厚みを一定に保ことが容易で、又
シールしなくても、液晶が流出しない。

【０００６】光反射層を有するバックライト部６は、図
１（ハ）に示すように、光源部１６、光反射層１８、導
光板部１５からなり、導光板部１５と裏面の光反射層１
８との間には光拡散パターン等からなる拡散層１７が形
成されている。バックライトの光源としては、螢光管、
白熱電球、ＥＬ（電場発光体）、ＬＥＤ（発光ダイオー
ド）がある。導光板側端部の少なくとも一端部に光源を
もうけたエッヂライト型（サイドライト型）がある。特
に、ＥＬ等の面発光体の場合は一体化し易い。導光板の
材料としては、ポリメチルメタアクリレート等のアクリ
ル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン等の熱可塑性
樹脂、エポキシ等の熱硬化又は電離放射線硬化樹脂等が
用いられる。導光板表面は、後述するように全反射性を
要する為、平滑平坦表面とする。

【０００７】光拡散板５は、図１（ロ）に示すように、
液晶表示素子部４とバックライト部６間に配置される
が、透明材料からなる透明板表面の微凹凸形状が形成さ
れたもので、この凹凸形状のみで光を反射、屈折し、拡
散させるタイプの光拡散板である。凹凸形状としては、
図２に示す様な、３角プリズムをその稜線が互いに平行
になる様に複数線型配列させたものの他、円柱型レンチ
キュラーレンズ、蠅の目レンズ、梨地凹凸、砂目凹凸等
の形状が用いられる。透明材料としては、アクリル、ポ
リカーボネート、ポリスチレン等の熱可塑性樹脂、架橋
型のアクリル、ポリエステル、エポキシ等の架橋硬化型
樹脂、硝子等のセラミック表面を機械的切削、熱プレ
ス、注型法等により表面に凹凸形状を加工した物が用い
られる。或いは２軸延伸ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタ
レート）等の透明基材シート上に、電離放射線硬化型樹
脂にて成形したものを用いる。この電離放射線硬化型樹
脂としては、紫外線、可視光線、電子線等の電離放射線
でプレポリマー単量体或いはこれらの混合体を架橋重合
させてなるものである。プレポリマー単量体としては、
分子中に２個以上のアクリロイル基、メタアクリロイル
基等エチレン不飽和基、エポキシ基、チオール基等の重
合性を有する物である。プレポリマーの例としては、ウ
レタン（メタ）アクリレート（（メタ）アクリレートと
はアクリレート又はメタアクリレートの意味で、以下同
様に表記する。）、エポキシ（メタ）アクリレート、ポ
リエステル（メタ）アクリレート等のアクリレート、不
飽和ポリエステル等がある。又、単量体としては、トリ
メチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジペタ
ンエリストールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタ
ンエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート等があ
る。その他必要に応じて、単官能アクリレート等の単量
体や非架橋性のアクリル、ポリスチレン、塩化ビニル酢
酸ビニル共重合体等の非架橋性樹脂を添加しても良い。
更に光や紫外線で架橋させる場合は、光反応開始剤とし
てアセトフエニル、ベンゾフエノン、チオキサントン、
ベンゾキノン、アントラキノン、ベンゾイル等を添加す
る。微凹凸形状を忠実に再現する為には、注型法が好ま
しいが、特に生産性の点から米国特許第４５７６８５０
号、特開平３−２２３８８３号等に記載されるような、
輪転式の連続注型法が好ましい。これは、円柱の表面に
所望の微細凹凸形状と同形状で逆凹凸の形状を形成して
なる円柱状の金型（版）を中心軸の回りに回転させつ
つ、該円柱状の金型表面に電離放射線硬化樹脂液を塗布
し凹凸形状に充填し、一方帯状の連続体形状をした透明
基材シートを円柱状金型の回転周速度と同期する速度で
走行させ、次いで透明基材シートと円柱状金型とを樹脂
液を間に介して重ね合わせ、そのままの状態で電離放射
線をシート側から照射して、該樹脂液を硬化させ、且
つ、金型の凹凸形状を賦型させ、而る後に、基材シート
と、その表面に接着し金型の凹凸形状を賦型された硬化
樹脂とを該金型から離型する。

【０００８】本発明においては、光拡散性（艶消）微粒
子による内部の反射、屈折を用いず、透明板表面の微凹
凸形状のみで光を反射、屈折し、拡散させるタイプの拡
散板でを用い、これを導光板と偏光板との間に挟んで一
体化させた場合、一般的に導光板、光拡散板、偏光板の
３者とも透明樹脂で屈折率が略同一であることにより、
光拡散板が光学的な表面微凹凸を消失し、光拡散機能が
無くなるのを防ぐ為、図２に示すように、透明な樹脂か
らなる表面微凹凸を形成した、光拡散板の表面（凹凸
面）、裏面、又は、その両面上に透明膜を設け、且つ、
光拡散板樹脂の屈折率ｎ₀、透明層の屈折率ｎ_T、導光
板の屈折率ｎ_Gとしたとき、ｎ₀≠ｎ_T、ｎ_G≠ｎ_Tと
し、「光拡散板／透明層」、「透明層／導光板」の界面
で光の反射、屈折が起こるようにした。その際に、導光
板の表裏両面に透明膜の屈折率を表裏で異なるようにし
ても良いが、表面側の透明膜がｎ_TU、裏面側ｎ_TLの屈折
率としたとき、ｎ_TU≠ｎ₀、ｎ_TL≠ｎ₀、ｎ_TL≠ｎ_Gを
満たすようにする。又、透明層の厚さΔＸは、光源光ス
ペクトルの最大波長λ_maxよりも大、即ち、ΔＸ＞λ
_maxとする。但し、光源光スペクトルの最大波長λ_max
が可視光の最大波長（通常７８０ｎｍ程度）よりも大と
なる時は可視光の最大波長をλ_maxとおけば良い。この
理由を以下に述べる。透明層の厚さΔＸを光源光スペク
トルの最大波長λ_max以上にしたことにより、透明層と
導光板の境での全反射が確実なものとなるが、その理由
は、図６のように、導光板内部から導光板と透明層との
境界面に入射した光線Ｌ４３が全反射して反射光Ｌ４３
Ｒになる場合、厳密に言うと光の電磁場は全く低屈折率
透明層の中に存在しない訳ではなく、一部トンネル効果
により界面を透過した電磁場Ｌ４３Ｖが存在している
が、この電磁場Ｌ４３Ｖは指数関数的に減衰し、光の波
長程度のオーダで振幅０となることにより、透明層の厚
みΔＸが光の波長λに比べて充分大きな距離を続けば、
光線Ｌ４３は事実上全く、透明層の中に入らないという
事による。ところが、図７のように導光板とほぼ同屈折
率の光拡散板が導光板の表面に対して、光の波長未満の
距離ΔＸまで近づくと（ΔＸ＜λ）、トンネル電磁場Ｌ
５３Ｖは完全に減衰せず、光拡散板に入った電磁場Ｌ５
３Ｖは再び進行波Ｌ５３Ｔとなる。即ち透過光Ｌ５３Ｔ
が生じてしまう。故に本発明においては、導光板より低
屈折率の透明層の厚さを光源光の波長λよりも大とす
る。一般に光源光はスペクトル分布を持つ為、そのスペ
クトル帯域の波長総てに対して、全反射を完璧ならしめ
る為には、スペクトルの最大波長よりもΔＸを大となる
ようにする。λ_maxが赤外に迄及ぶ場合は、可視光の最
大波長をλ_maxとしても良い。或いは赤外線を導光板表
面で全反射させ、液晶表示装置を加熱から守る事を目指
す場合はλ_maxを赤外線の波長としても良い。

【０００９】次いで、光拡散板と導光板の間に低屈折率
層を設ける理由を以下、図４と図５を挙げて簡単に説明
する。図５には光拡散板と導光板の間に低屈折率層を設
けない場合の図、図４には光拡散板と導光板の間に低屈
折率層を設けた場合の図を挙げて説明する。図５の場
合、光源３５から放出され（導光板に入射され）た光
は、各方向へ進み、一部は、光拡散板方向に進む。この
光拡散板方向に進む光は、光拡散板のレンズ（凹凸）部
の単位レンズの表面は（導光板の）平滑平面に対して、
傾斜を持つので、光源近傍で導光板に入射する光、Ｌ１
１、Ｌ１２、Ｌ１３は臨界角未満で入射する為、何割か
がそのまま放出され、反射した光も光源方向に戻され、
遠方に伝播されない。勿論、光源から直接遠方のレンズ
面に入射し、そこから放出光となる光線、Ｌ１４もある
が、その量は少ない。このように、面光源からの放出光
は、光源側近傍導光板の面積の１０〜２０％の所に大部
分集中してしまう事になる。これに対し、図４の場合
は、光拡散板樹脂の屈折率ｎ₀、透明層の屈折率ｎ_T、
導光板の屈折率ｎ_Gとしたときｎ₀≠ｎ_T、ｎ_G≠ｎ_T
で、ｎ₀≒ ｎ_G≒１．５＞ｎ_Tであり、光源から
放出され（導光板に入射され）た光は、より遠方へ進
み、一部は、図５と同様に光拡散板方向に進む。図５の
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３と同じ角度の光線Ｌ１、Ｌ２、
Ｌ３のうちＬ１は、先ず、透明層界面に臨界角未満で入
射する為、その何割かは透過光Ｌ１ＴＡとなり放出する
が、Ｌ２、Ｌ３の場合には、臨界角以上となり、全反射
をするようになる。透過光Ｌ１ＴＡは更に光拡散板（透
明樹脂凹凸）に入射され、何割かは光拡散板に入射され
Ｌ１ＴＢとなる。このＬ１ＴＢについても、何割かが、
凹凸部より外部へ放出される。したがって、図４の場合
は、光源近傍で導光板に入射する光については、図５に
比べ、光源光からの光線で臨界角以上のものを、導光板
と低屈折率膜との境界で全反射をさせ、且つ、透明樹脂
凹凸からの放出光の量を減らすこととなり、光源側近傍
での放出光が少なくなる。またその少なくなった分は導
光板の光源から遠方に送られ、そこから放出される為、
結果として、図４の場合は、図５に比べ、全面での輝度
均一性を改善することができる。尚、光拡散板と偏光板
との間の透明層については、必ずしも全反射を起こす必
要はない為、ΔＸ＞λ_maxとするか、或いはΔＸ＜λ
_maxとするかは導光板の設計思想如何により適宜設定す
れば良い。

【００１０】不等号≠は、＞にも＜にもとる事ができる
が、導光板の表裏が空気層となる従来の仕様の場合と同
様の凹凸形状、光拡散板や導光板の材料で、同様の光学
的効果を得る為には、透明膜の屈折率ｎ_T（ｎ_TU、
ｎ_TL）を導光板や光拡散板より低くとる。即ち、ｎ_T＜
ｎ₀、ｎ_T＜ｎ_G、或いは、ｎ_TU＜ｎ₀、ｎ_TU＜
ｎ_Gとすると良い。従来仕様の導光板では、ｎ₀（又
はｎ_G）≠ １．５程度のアクリル等の樹脂の表裏がｎ
＝１．０の空気に接していた訳であるから、ｎ_T（或い
は、ｎ_TU、ｎ_TL）をｎ_G或いはｎ₀に対して０．５程度
低くすれば、表裏が空気の場合と同等の光学的挙動を積
層一体型の光拡散板でも得ることができる。このような
透明膜は、有機高分子（樹脂）、無機物のいずれでも良
い。具体的例とては以下の表１に示す。

【００１１】ハードコート層としては、３次元架橋硬化
樹脂からなる硬質膜で、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化
樹脂がある。熱硬化性樹脂としては、フエノール樹脂、
尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、グ
アナミン樹脂、不飽和ポリエスケテル系樹脂、ポリウレ
タン系樹脂、エポキシ樹脂、アミノアルキッド樹脂、メ
ラミン−尿素共縮合樹脂、珪素樹脂、ポリシロキサン樹
脂等があり、必要に応じて、架橋剤、重合開始剤等の硬
化剤、重合促進剤、溶剤、粘度調節剤、体質顔料等を添
加する。硬化剤としては、通常、イソシアネート、有機
スルホン酸等がポリエステル系樹脂、ポリウレタン
系樹脂に用いられ、アミンがエポキシ樹脂に、メチルエ
チルケトンパーオキサイド等の過酸化物、アゾビスイソ
ブチルエステル等のラジカル開始剤が不飽和ポリエステ
ル系樹脂に良く使用される。電離放射線硬化樹脂として
は、分子中に（メタ）アクリロイル基、（メタ）アクリ
ロイルオキシ基等の重合性不飽和結合、チオール基又
は、エポキシ基を有するプレポリマー、オリゴマー、及
び／又は単量体を適宜混合した組成物を用いる。これら
の樹脂系としては、ウレタン（メタ）アクリレート、ポ
リエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）ア
クリレート等の（メタ）アクリレート、シロキサン等の
珪素樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ等が挙げられ
る。硬化物の可撓性、表面硬度等の物性を調節するため
の前記プレポリマー、オリゴマー、単量体の少なくとも
１種に対して、以下のような電離放射線非硬化性樹脂を
１〜７０重量％、好ましくは５〜５０重量％混合して用
いることができる。電離放射線非硬化性樹脂としてはウ
レタン系、繊維素系、ポリエステル系、アクリル系、ブ
チラール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等の熱可塑
製樹脂を用いることができ、特に可撓性の点から繊維素
系、ウレタン系、ブチラールが好ましい。特に紫外線で
硬化させる場合には前記電離放射線硬化樹脂組成物に光
重合開始剤として、アセトフエノン類、ベンゾフエノン
類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、α−アミロキシ
ムエステル、テトラメチルメウムモノサルファイド、チ
オキサントン類、及び／又は光増感剤としてｎ−ブチル
アミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフイ
ン等を混合して用いることもできる。尚、ここで、電離
放射線とは、電磁波又は荷電粒子線のうち分子を重合、
架橋し得るエネルギー量子を有するものを意味し、通
常、紫外線、電子線が用いられる。紫外線源としては超
高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアー
ク、ブラックライトランプ、メタルハロイドランプ等の
光源を用いる。

【００１２】防眩層の作製には、ＭｇＦ₂、Ｎａ₃Ａｌ
₆等のハードコート層或いは偏光板よりも低屈折率の物
質を真空蒸着、塗装等により製膜したり、シリカ、アク
リルビーズ等の粒子を透明なシクリル樹脂等のバインダ
ーに分散させた塗料を塗装したりして、コーテイングに
よって設ける方法、プレス時に前もって金型にシボを設
ける金型シボ法、サンドブラストにより光拡散性の微凹
凸部をもうける法等がある。

【００１３】又、本発明の液晶表示装置の製造方法は、
対向配置された上下一対の電極間に液晶を封入し、それ
らを挾持する上下一対の偏光板を有する液晶表示部と、
熱可塑性樹脂の光拡散板と光反射層を有するバックライ
ト部とを、この順に積層し、プレス金型によりフレーム
部にて熱圧により一体成形するものである。プレス成形
の場合は、図１に示すように、液晶表示部４と拡散板
５、バックラ６イト部を積層し、熱可塑性樹脂又は熱硬
化性樹脂等で、上記品目をはさみ、フレーム部３成形す
ると共に、全体を一体化する。熱可塑性樹脂としては、
アクリル、ポリスチレン、ＡＢＳ、ポリ塩化ビニル、ポ
リカボネート等、熱硬化性樹脂としては、フエノール樹
脂、ジアリルフタレート、エポキシ等が用いられる。好
ましくは、補強の為、紙、不織布、硝子繊維、炭酸カル
シウム粉末等の補強材を入れる。一体化の際、液晶表示
部には、できるだけ力がかからないようにフレーム部に
て熱圧により一体化する。一体成形方法としては、プレ
ス成形方法の他に射出成形方法もある。この射出成形方
法の場合、一般的な射出成形法でも良いが、成形品の歪
み等を考慮して、特に圧縮成形法が好ましく、熔融樹脂
を射出する湯口ゲートはサイドゲートが好ましい。更
に、本発明の製造方法においては、熱圧一体成形の際
に、図１（ハ）のように、フレームと共にフロントパネ
ル（表示部を覆う窓）、それらの表面のパターン（品
番、メーカー名、商標等のロゴマーク、チャネル、音
量、電源ＯＮ／ＯＦＦ、画面の明るさ等の操作や動作情
報等に関する模様、図形等）及び回路パターン（配線パ
ターン、プリント基板等）の全部又は一部をも、一体成
形する事もできる。パターン形成は、予めフロントパネ
ル、フレーム等に印刷形成した物を熱プレス一体化する
こともできるし、基材シート上に該パターンを形成した
転写シートを、パターン面がフロントパネル或いはフレ
ーム側に向くようにプレス金型内に挿入し、熱圧成形で
転写シートとフロントパネル、フレームと貼着し、冷却
し、プレス金型を開き、而る後に、支持体シートのみ剥
離する方法によることもできる。

【００１４】

【作用】本発明の液晶表示装置においては、光拡散板の
裏面に透明層を設け、且つ、光拡散板の屈折率ｎ₀、透
明層の屈折率ｎ_T、導光板の屈折率ｎ_Gをｎ₀≠ｎ_T、
ｎ_G≠ｎ_Tとしたことにより、光源部からの光を、光源
部に近い、導光板と透明層との界面で、少なくとも一部
を反射させ、一部を透過させている。特にｎ_G＞ｎ_Tの
場合は、入射角が臨界角より大のものを全反射をさせ、
且つ、透明層に入した光線も、同様に、拡散板への入射
の一部を反射、一部を透過させている。結果として、光
源部近傍のみ高い輝度化することを矯正し、表示装置全
体の輝度の均一性を向上させている。又、光拡散板の表
面に透明層を設け、且つ、光拡散板の屈折率ｎ₀、透明
層の屈折率ｎ_T、導光板の屈折率ｎ_Gをｎ₀≠ｎ_T、ｎ
_G≠ｎ_Tとしたことにより、光拡散板へ入射され、レン
ズ面に向かう光は、拡散板との透明層界面で、少なくと
も一部を反射させ、一部を透過させている。特にｎ_T＞
ｎ₀の場合は、入射角が臨界角より大のものを全反射を
させ、且つ、透明層に入した光線も、同様に、拡散板へ
の入射の一部を反射、一部を透過させている。結果とし
て、透明層を設けない場合に比べ、光源部近傍での光の
外部への放出量を下げ、輝度を下げることとなり、表示
装置全体の均一性を向上させている。透明層の厚さΔＸ
と光源光の最大波長λ_maxとの関係をΔＸ＞λ_maxとし
たことにより、透明層を介した導光板、拡散層界面にお
ける導光板からの拡散層へのトンネル効果による光の進
行、透明層を介した拡散層からの外部へのトンネル効果
による光の進行を防いでいる。又、本発明の液晶表示装
置の製造方法においては、一度に、液晶表示部と拡散板
とバックライト部とを一体成形させることにより、液晶
表示装置作製の為の工程数を減らし、生産性の良いもの
としている。本発明の液晶表示装置の製造方法において
は、プレス金型によりフレーム部にて熱圧により一体成
形することにより、液晶表示部にはできるだけ力をかけ
ることなく一体化することを可能としている。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例１を以下、図にそって説明す
る。図１（ハ）は実施例１の表示装置の概略図で、図１
（ロ）の１はその断面図で、図３はその要部拡大図であ
る。図１中、１は液晶表示装置、２は表示部、３はフレ
ーム部であり、液晶表示素子部４、光拡散板５、バック
ライト部６が、スタンパブル強化熱可塑性樹脂（出光Ｎ
ＳＧ（株）製Ｘ−ＳＨＥＥＴＰ）からなるフレーム
部３により、一体化されている。図３に示す、導光板２
８としては、ポリカアボネートからなる樹脂ｎ₀＝1.6
0、透明層２６、２７としてはＭｇＦ₂蒸着膜からなる
薄膜ｎ_T＝1.38、光拡散板２１０してはＰＭＭＡ（ポリ
メチルメタアクリレート）からなる樹脂ｎ_G＝1.49をを
用いており、ｎ₀≠ｎ_T、ｎ_G≠ｎ_Tである。光源部は
導光板２８の端部側面部に配置されており、光源部から
の光は、導光板２８に入射され、入射された光の角度に
応じて進む。透明層２７側に入射された光は、その角度
に応じて、一部は透明層２７に入射され、入射角が臨界
角よりも大の場合は全反射される。透明層２７に入射さ
れた光も同様に、光拡散板２５への入射角に応じて、反
射、屈折を繰り返す。又、光拡散板２５に入射された光
も透明層２６への入射角に応じて、反射、屈折を繰り返
す。このように、光拡散板２５を透明層２７を介して導
光板２８に一体化させた場合、拡散層パターン２９を用
い更に調整すると輝度のバラツキ（光放出面内の分布）
は±５％以内にでき、表示装置として充分使用できる範
囲になった。これに対し、一体化する際、透明層２６、
２７を設けない場合には、光源から約２ｃｍの範囲のみ
で大部分の光が外部へ放出されてしまい、２ｃｍ以上離
れた所は暗くなり、表示装置としては実用の範囲にはな
らなかった。

【００１６】上記液晶表示装置をプレス金型により成形
する製造方法を挙げる。以下、図１にそって説明する。
図１はプレス金型による製造工程を説明する為の概略図
である。先ず、図１に示すように、液晶素子表示部４、
光拡散板５、バックライト部６を積層する。次いで、ス
タンパブル硝子繊維強化熱可塑性樹脂（出光ＮＳＧ
（株）製Ｘ−ＳＨＥＥＴＰ４０３８）で、上記品目
をはさみ、プレス成形を実施した。フレーム部をＸ−Ｓ
ＨＥＥＴ２０で成形した。予備加熱して金型内に挿入
し、プレス条件を、成形圧力５０Ｋｇ／ｃｍ²、加熱温
度２１０°ｃ、金型温度は室温成形サイクル４５秒と
し、一体成型を行った。プレスの際、表示部には殆ど力
をかけずに行った。尚、プレス条件としては、成形圧力
５〜１００Ｋｇ／ｃｍ²、加熱２００〜２２０°ｃ、金
型温度は室温〜５０°ｃ、成形サイクルは３０〜６０秒
の条件範囲が適当である。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、上記のように、導光板と透明
層との境界、及び透明層と光拡散層の境界また、微光面
側の光拡散層と透明層の境界、透明層と外気との境界に
おいて、それぞれ互いの屈折率の違いにより、反射、屈
折が起こり、入射光が臨界角以上の場合には全反射をす
るようにしており、結果として、光源源からの光が表示
素子全体に均一に行き渡るようにしており、表示装置全
体の輝度の均一性を向上させている。又、本発明の製造
方法は、各パーツを一度に総て一体化させるもので、作
製の為工程数を減らし、従来の一体化の為の各工程での
手間を省き、不良を減少させ、量産性を可能としてい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置及びその製造方法を説明
の為の概略図

【図２】本発明における光拡散板の概略図

【図３】本発明における一体化部分の要部拡大図

【図４】本発明における光源からの光の反射、屈折を説
明する為の図

【図５】従来の液晶表示装置における要部拡大図

【図６】本発明における導光板、透明層界面の光のトン
ネル効果を説明する為の図

【図７】本発明における導光板、透明層界面の光のトン
ネル効果を説明する為の図

【図８】従来の液晶表示装置

【符号の説明】

１液晶表示装置２表示部３フレーム部４液晶表示素子部５光拡散板６バックライト部７、７ａ配向膜８、８ａ（透明）電極９、９ａＳｉＯ₂膜１０、１０ａガラス基板１１、１１ａ偏光板１２ハードコート１３スペーサ１４シール材１５導光板１６光源１７拡散層（パターン）１８反射層１９プレス金型２０Ｘ−ＳＨＥＥＴＥ２１光拡散板部（透明樹脂部）２２透明層２３電極２４偏光板２５光拡散板２６透明層２７透明層２８導光板２９光拡散板（バターン）３０反射層３１光源３２導光板３３反射層３４レンズ部３５光源３６導光板３７反射層３８レンズ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向配置された上下一対の電極間に液晶
を封入し、それらを挾持する上下一対の偏光板を有する
液晶表示部と透明材料からなる光拡散板と、裏面に光反
射層を有するバックライト部とをこの順に積層、一体化
された液晶表示装置であって、該光拡散板の表面と裏面
の少なくとも一方の面に透明層を設け、且つ、光拡散板
の屈折率ｎ₀、透明層の屈折率ｎ_T、導光板の屈折率ｎ
_Gをｎ₀≠ｎ_T、ｎ_G≠ｎ_Tとし、少なくとも導光板と
接する側の透明層の厚さΔＸと光源光の最大波長λ_max
との関係をΔＸ＞λ_maxとしたことを特徴とする液晶表
示装置。
【請求項２】請求項１において、偏光板を有する液晶
表示部の表示部の表面側に更にハードコート層を有する
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】請求項１において、偏光板を有する液晶
表示部の表示部の表面側に更に防眩層を有することを特
徴とする液晶表示装置。
【請求項４】請求項１乃至３において、面発光体を導
光板側の端部の少なくとも一端部に一体化してなる事を
特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】対向配置された上下一対の電極間に液晶
を封入し、それらを挾持する上下一対の偏光板を有する
液晶表示部と、透明材料からなる光拡散板と、裏面に光
反射層を有するバックライト部とを、この順に積層し、
プレス金型によりフレーム部にて熱圧により一体成形す
ることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。