JPH11295714A - 液晶表示パネル、液晶表示装置及びシート部材 - Google Patents

液晶表示パネル、液晶表示装置及びシート部材

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JPH11295714A
JPH11295714A JP10112723A JP11272398A JPH11295714A JP H11295714 A JPH11295714 A JP H11295714A JP 10112723 A JP10112723 A JP 10112723A JP 11272398 A JP11272398 A JP 11272398A JP H11295714 A JPH11295714 A JP H11295714A
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liquid crystal
source device
crystal display
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、液晶表示パネル、液晶表示装置及び
シート部材に関し、特に指向出射性を有する面光源装置
を使用する場合に適用して、光制御面の傷付きを有効に
回避することができるようにする。 【解決手段】照明光Ｌの指向性を補正する光制御面（２
１）を液晶表示パネル１２側に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示パネル、
液晶表示装置及びシート部材に関し、特に指向出射性を
有する面光源装置を使用する場合に適用することができ
る。本発明は、照明光の指向性を補正する光制御面を液
晶表示パネル側に配置することにより、またこのように
配置可能なシート部材により液晶表示装置を構成するこ
とにより、光制御面の傷付き等を有効に回避することが
できるようにする。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば液晶表示装置においては、
サイドライト型面光源装置により液晶表示パネルを照明
し、これにより全体形状を薄型化するようになされてい
る。
【０００３】すなわちサイドライト型面光源装置は、棒
状光源でなる一次光源を板状部材（すなわち導光板でな
る）の側方に配置し、この一次光源より出射される照明
光を導光板の端面より導光板に入射する。さらにサイド
ライト型面光源装置は、この照明光を屈曲して、導光板
の平面より液晶表示パネルに向けて出射し、これにより
全体形状を薄型化できるようになされている。
【０００４】このようなサイドライト型面光源装置は、
ほぼ均一な板厚により導光板を形成した方式のものと、
一次光源より遠ざかるに従って導光板の板厚を徐々に薄
く形成した方式のものとがあり、後者は、前者に比して
効率良く照明光を出射することができる。
【０００５】図４は、この後者のサイドライト型面光源
装置の一例を示す分解斜視図であり、図５は、図４をＡ
−Ａ線で切り取って示す断面図である。
【０００６】この種のサイドライト型面光源装置１は、
蛍光ランプ８の周囲をリフレクタ９により囲って一次光
源３が形成され、この一次光源３より出射される照明光
を導光板２の端面（以下入射面と呼ぶ）２Ａに入射す
る。ここで導光板２は、透明部材でなる例えばアクリル
（ＰＭＭＡ樹脂）を射出成形して断面楔型形状に形成さ
れ、入射面２Ａから入射した照明光を裏面２Ｂと出射面
２Ｃとの間を繰り返し反射して伝搬する。さらに裏面２
Ｂより漏れ出す照明光を裏面２Ｂ側に配置した反射シー
ト４により反射して導光板２に戻すと共に、内部を伝搬
する照明光を出射面２Ｃより出射する。なお出射面２Ｃ
からの出射を促して輝度分布の調整を図るため、必要に
応じて出射面２Ｃを部分的に粗面にした光拡散パターン
等が形成される。
【０００７】このようにして出射面２Ｃより出射される
照明光は、裏面２Ｂ及び出射面２Ｃとの間を繰り返し反
射して照明光を伝搬しながら、臨界角以下の成分が出射
面２Ｃより出射されることから、楔型形状の先端方向に
傾いた指向性により出射され、これによりこの種のサイ
ドライト型面光源装置は、指向出射性を有することにな
る。
【０００８】光制御部材としてのプリズムシート６は、
この照明光の指向性を補正するために導光板２の出射面
２Ｃ側に配置される。すなわちプリズムシート６は、ポ
リカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の透光
性のシート材で形成され、導光板２側の面に光制御面と
してのプリズム面が形成される。このプリズム面は、１
対の斜面による断面三角形形状の突起が導光板２の入射
面２Ａから楔型先端に向かって繰り返し形成され、プリ
ズムシート６は、この１対の斜面で、出射光の主たる出
射方向を出射面２Ｃの正面方向に補正するようになされ
ている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところでサイドライト
型面光源装置１において、プリズムシート６を導光板２
の出射面に配置しようとすると、静電気によりプリズム
シート６が導光板２の出射面２Ｃに密着する。これによ
りサイドライト型面光源装置１においては、導光板２の
出射面２Ｃ上にプリズムシート６を配置するときに、プ
リズムシート６が出射面２Ｃをこする等により、プリズ
ムシート６における突起の形状が傷付くとゆうような問
題があった。特に、導光板２の出射面２Ｃに光散乱パタ
ーンを形成した場合に、この問題が顕著になる。
【００１０】因みに、このような突起の傷つきは、突起
の先端が削られたようになり、液晶表示パネル側よりサ
イドライト型面光源装置の出射面を見て傷付いた部分が
白く濁って観察される。
【００１１】この問題を解決する１つの方法としてプリ
ズムシート６を柔らかい材質により作製して弾性的な形
状変化により傷付きを防止する方法も考えられるが、こ
のようにすると、長時間の使用により、プリズムシート
の断面形状が変形し、その分照明光の出射特性が劣化す
る。またプリズムシート６が部分的に導光板２の出射面
２Ｃに貼り付き、これが出射面に模様として観察される
ようになる。
【００１２】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、このような光制御面の傷付き等を有効に回避するこ
とができる液晶表示パネル、液晶表示装置及びシート部
材を提案しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め請求項１の発明においては、板状部材の端面から入射
した一次光源からの照明光を板状部材の出射面より出射
する面光源装置上に配置され、面光源装置と共に液晶表
示装置を構成する液晶表示パネルであって、面光源装置
と対向する面光源装置側の面に、面光源装置から出射さ
れた照明光の指向性を補正する光制御面を設ける。
【００１４】また請求項２の発明においては、板状部材
の端面から入射した一次光源からの照明光を板状部材の
出射面より出射する面光源装置上に液晶表示パネルを配
置する液晶表示装置であって、液晶表示パネルの面光源
装置と対向する面光源装置側の面に、面光源装置から出
射された照明光の指向性を補正する光制御面を設ける。
【００１５】また請求項３の発明においては、シート部
材において、偏光フィルムの片面に、一定の指向性を持
って入射する光の指向性を補正する光制御面を設ける。
【００１６】また請求項４の発明においては、シート部
材において、所定偏光面の入射光を選択的に透過し、こ
の偏光面と直交する偏光面の入射光を選択的に反射する
シート材の片面に、一定の指向性を持って入射する光の
指向性を補正する光制御面を設ける。
【００１７】また請求項５の発明においては、所定偏光
面の入射光を選択的に透過し、この偏光面と直交する偏
光面の入射光を選択的に反射するシート材と、偏光フィ
ルムとの積層体であって、片面に、一定の指向性を持っ
て入射する光の指向性を補正する光制御面を設ける。
【００１８】請求項１の構成によれば、液晶表示パネル
に、照明光の指向性を補正する光制御面を設けることに
より、光制御面と面光源装置の出射面との接触を有効に
回避することができる。従って出射面に対する光制御部
材の密着が防止され、これにより光制御部材の傷付き等
がない液晶表示パネルを提供することができる。
【００１９】また請求項２の構成によっても、液晶表示
パネルに、照明光の指向性を補正する光制御面を設ける
ことにより、光制御面と面光源装置の出射面との接触を
有効に回避することができる。従って出射面に対する光
制御部材の密着が防止され、これにより光制御部材の傷
付き等がない液晶表示パネルを提供することができる。
【００２０】また請求項３の構成によれば、シート部材
において、偏光フィルムの片面に、一定の指向性を持っ
て入射する光の指向性を補正する光制御面を設けること
により、光制御部材を液晶表示パネルに配置する構成に
おいて、偏光フィルムを液晶表示パネルに配置する工程
で併せて光制御部材を配置することができる。
【００２１】また請求項４の発明によれば、シート部材
において、所定偏光面の入射光を選択的に透過し、この
偏光面と直交する偏光面の入射光を選択的に反射するシ
ート材の片面に、一定の指向性を持って入射する光の指
向性を補正する光制御面を設ければ、このシート材を液
晶表示パネルに配置する構成において、又はこのシート
材と偏光フィルムとを液晶表示パネルに配置する構成に
おいて、このシート材を液晶表示パネルに配置する工程
で併せて光制御部材を配置することができる。
【００２２】さらに請求項５の発明によれば、所定偏光
面の入射光を選択的に透過し、この偏光面と直交する偏
光面の入射光を選択的に反射するシート材と、偏光フィ
ルムとの積層体であって、片面に、一定の指向性を持っ
て入射する光の指向性を補正する光制御面を設けること
により、１の積層体を液晶表示パネルに配置する工程で
併せて光制御部材を配置することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳述する。
【００２４】図１は、本発明の実施の形態に係る液晶表
示装置を示す断面図である。この液晶表示装置１０は、
サイドライト型面光源装置１１の上面に液晶表示パネル
１２を配置して形成される。なおこの図１の構成におい
て、図４について上述したサイドライト型面光源装置１
と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した
説明は省略する。
【００２５】ここでサイドライト型面光源装置１１は、
図示しないフレームに、導光板１３、一次光源３、反射
シート４を配置して形成される。導光板１３は、透明樹
脂でなる例えばアクリルを射出成形して断面楔型形状に
形成され、出射面１３Ｃに光散乱面が形成される。なお
ここで光散乱面は、出射面を部分的に粗面にして形成し
た光散乱パターンが規則的な配列により配置されて、又
は不規則な配列により配置されて形成される。
【００２６】また導光板１３は、裏面１３Ｂに１対の斜
面による突起が入射面１３Ａに沿って繰り返し形成さ
れ、これにより出射光の指向性を補正する光制御面とし
てのプリズム面が裏面１３Ｂに形成され、入射面１３Ａ
に沿った方向に鋭い指向性により照明光を出射する。
【００２７】液晶表示パネル１２は、偏光フィルム１
６、ガラス基板１７、液晶１８、ガラス基板１９、偏光
フィルム２０を順次積層して、所定のフレームに配置し
て形成される。これらの部材のうち、ガラス基板１７及
び１９は、それぞれ表面に透明電極が形成され、これら
透明電極間に液晶１８を封止する。これにより液晶表示
パネル１２は、マトリックス状の配置により液晶セルを
構成し、これら透明電極に印加する電圧に応じて各液晶
セルを透過する照明光の偏光面を回転させる。
【００２８】偏光フィルム１６及び２０は、この液晶セ
ルを透過する光の挙動に対応して所定偏光面の光を選択
的に透過するように配置される。これにより液晶表示パ
ネル１２は、サイドライト型面光源装置１１より出射さ
れる照明光により種々の表示画像を形成できるようにな
されている。
【００２９】液晶表示パネル１２において、サイドライ
ト型面光源装置１１側の偏光フィルム１６は、導光板１
３の出射面１３Ｃと対向する導光板１３側の面に、プリ
ズムシート２１が配置される。
【００３０】ここでプリズムシート２１は、照明光Ｌに
対して高い透過率を示す光学用接着剤を用いた接着によ
り偏光フィルム１６と一体化して配置される。またプリ
ズムシート２１は、サイドライト型面光源装置１１側の
面が光制御面としてのプリズム面になるように、偏光フ
ィルム１６に接着される。さらにプリズムシート２１
は、１対の斜面による断面三角形形状の突起が導光板１
３の入射面１３Ａ側より楔型先端側に繰り返されるよう
に配置される。さらに液晶表示パネル１２のフレーム
と、サイドライト型面光源装置１１のフレームとによ
り、突起の先端と、導光板１３の出射面１３Ｃとの間隔
が５〔ｍｍ〕以下、好ましくは１〜０．５〔ｍｍ〕程度
離間するように、配置される。
【００３１】以上の構成において、蛍光ランプ８から射
出された照明光Ｌは（図１）、直接に、又はリフレクタ
９で反射した後、入射面１３Ａより導光板１３の内部に
入射し、この照明光Ｌが裏面１３Ｂと出射面１３Ｃとの
間で反射を繰り返しながら、導光板１３の内部を伝搬す
る。このときこの照明光Ｌは、裏面１３Ｂで反射する毎
に出射面１３Ｃに対する入射角が低下し、出射面１３Ｃ
に対して臨界角以下の成分が出射面１３Ｃより出射され
る。さらにこのとき照明光Ｌは、導光板１３の出射面１
３Ｃに形成された光散乱パターンにより出射面１３Ｃか
らの出射が促され、入射面１３Ａ側より楔型先端に向か
う方向について、出射光量が均一化される。また裏面１
３Ｂに形成された１対の斜面による突起の繰り返しによ
り、入射面１３Ａに沿った方向について出射面１３Ｃの
正面方向に指向性が補正されて射出される。
【００３２】このようにしてサイドライト型面光源装置
１１より出射された照明光Ｌは、液晶表示パネル１２の
プリズムシート２１により楔型先端方向に傾いた指向性
が出射面１３Ｃの正面方向に補正された後、偏光フィル
ム１６により所定偏光面成分が選択的に液晶１８に向か
って射出される。この偏光フィルム１６を透過した照明
光は、液晶１８において、各液晶セルで所望の偏光作用
を受け、偏光フィルム２０を介してこの偏光作用に応じ
た光量により出射され、これにより表示画像が形成され
る。
【００３３】このようにして表示画像を形成する液晶表
示装置１０においては、液晶表示パネル１２の偏光フィ
ルム１６にプリズムシート２１が配置されていることに
より、プリズムシート２１と導光板１３の出射面１３Ｃ
との接触が有効に回避され、導光板１３の出射面１３Ｃ
によりプリズムシート２１の突起を傷つけることなく組
み立てることができる。これによりこのような傷が照明
光Ｌにより明るく照らし出されて観察されてなる製品不
良が防止される。
【００３４】さらに導光板１３の出射面１３Ｃより５
〔ｍｍ〕以下、好ましくは１〜０．５〔ｍｍ〕だけ離間
してプリズムシート２１が配置されることにより、また
接着によりプリズムシート２１が偏光フィルム１６に保
持されていることにより、温度変化等により導光板１３
等の各部材が伸縮湾曲した場合でも、導光板１３の出射
面１３Ｃにプリズムシート２１が接触しないように保持
される。これによってもプリズムシート２１の傷付きが
防止される。
【００３５】またこのようにして形成される表示画面
は、導光板１３の出射面１３Ｃに光散乱パターンが形成
されていることにより、多少のぎらつきが感じられる場
合がある。ところがこの実施の形態では、導光板１３の
出射面１３Ｃより５〔ｍｍ〕以下、好ましくは１〜０．
５〔ｍｍ〕だけ離間してプリズムシート２１が配置され
ることにより、光散乱面で散乱した照明光が十分に広が
って液晶表示パネル１２に入射することが期待され、こ
れによりこの種のぎらつきが十分に低減されると考えら
れる。
【００３６】すなわち図２に示すように、プリズムシー
ト６を導光板１３に近接して配置した場合、１の光散乱
パターンで散乱された照明光の殆どが同一の斜面から入
射すると共に同一の斜面で反射されて液晶表示パネルに
入射する。ところがこの実施の形態のように、５〔ｍ
ｍ〕以下、好ましくは１〜０．５〔ｍｍ〕だけ離間して
プリズムシート２１を配置すると、図３に示すように、
１の光散乱パターンで散乱された照明光がプリズムシー
ト２１の種々の斜面から入射して指向性が補正されるこ
とになり、これによってこの種のぎらつきを防止するこ
とができる。
【００３７】また接着によりプリズムシート２１が偏光
フィルム１６に保持されていることにより、その分従来
に比して各部材間の空気層の数が低減される。これによ
りこの空気層と部材の界面による照明光の損失が低減さ
れ、さらには塵、埃等の異物の混入が防止される。
【００３８】因みに、従来の液晶表示装置の組み立て工
程においては、サイドライト型面光源装置１の出射面に
塵等が観察されると、適宜これを除去して液晶表示パネ
ルと組み合わせるようになされていた。さらにこの塵等
が単に出射面に付着したものではなく、プリズムシート
と導光板の出射面との間に混入している場合、サイドラ
イト型面光源装置１においてフレームを取り外した後、
プリズムシートを導光板の出射面より取り外して塵等を
除去し、改めてサイドライト型面光源装置を組み立てる
ようになされている。またこのようにして塵等を除去す
る場合にあっては、静電気が発生していることにより、
除去が困難で、また新たに塵等が付着する場合もある。
ところがこの実施の形態においては、このような塵等の
異物の混入が低減されることにより、液晶表示装置の組
み立て作業を従来に比して簡略化することができる。
【００３９】以上の構成によれば、偏光フィルム１６の
サイドライト型面光源装置１１側の面に、プリズムシー
ト２１を接着して配置することにより、光制御部材であ
るプリズムシートの傷付きを有効に回避することができ
る。
【００４０】なお上述の実施の形態においては、ガラス
基板１７と偏光フィルム１６とを別体に構成して液晶表
示パネルを形成する構成において、偏光フィルム１６に
プリズムシート２１を配置する場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、ガラス基板１７と偏光フィルム
１６とを一体化する構成においても、広く適用すること
ができる。なおこの場合、プリズムシートを接着した
分、ガラス基板の強度を強化することができる。
【００４１】また上述の実施の形態においては、プリズ
ムシート２１を偏光フィルム１６に接着して一体化する
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば
偏光フィルム１６に紫外線硬化樹脂による突起を形成し
て偏光フィルム１６にプリズム面でなる光制御面を設け
るようにしてもよい。
【００４２】また上述の実施の形態においては、透明な
光学的接着剤によりプリズムシートを偏光フィルムに接
着する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
例えば光散乱性の微粒子等を混入した接着剤により接着
しても良い。このようにすれば接着面において透過光を
散乱させることができ、その分導光板に形成された光拡
散面を視認困難にすることができる。
【００４３】また上述の実施の形態では、偏光フィルム
にプリズムシートを配置する場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、プリズムシートと偏光フィルムと
の間に光拡散シートを配置する場合にも広く適用するこ
とができる。またプリズムシートと偏光フィルムとの間
に、所望の偏光面の照明光を選択的に透過し、これと直
交する偏光面については反射する偏光分離シートを配置
する場合にも広く適用することができる。なおこの偏光
分離シートとプリズムシートとを一体化する構成におい
ては、偏光分離シートが充分な偏光作用を奏するもので
あれば偏光フィルムを省略してもよい。
【００４４】また上述の実施の形態では、導光板１３の
裏面１３Ｂに１対の斜面による突起を設ける場合につい
て述べたが、本発明はこれに限らず、このような突起は
出射面１３Ｃ側に設ける場合にも広く適用することがで
きる。なおこのような態様の導光板に従来通りプリズム
シートを配置すると、プリズムシートの突起が出射面と
点で接触することになり、プリズムシートの突起の傷付
きが特に起こり易くなる。ところが本発明によれば、こ
のような傷付きを回避することができる。
【００４５】また上述の実施の形態では、透明部材によ
り導光板を形成する場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、本発明の効果を得ることができる範囲で、
種々の部材により導光板を形成する場合等にも広く適用
することができる。
【００４６】さらに上述の実施の形態では、一端面より
照明光を入射する場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、併せて他の端面から照明光を入射する構成の
サイドライト型面光源装置にも広く適用することができ
る。
【００４７】さらに上述の実施の形態では、断面楔型形
状の板状部材でなる導光板を用いたサイドライト型面光
源装置に本発明を適用する場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、導光板としてほぼ均一な板厚による
平板形状のものを用いた方式のサイドライト型面光源装
置等、板状部材より出射される照明光が指向性を有して
なる指向出射性のサイドライト型面光源装置に広く適用
することができる。
【００４８】また上述の実施の形態では、棒状光源でな
る蛍光ランプにより一次光源を構成する場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、発光ダイオード等の点
光源を複数配置して一次光源を形成する場合にも広く適
用することができる。
【００４９】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、照明光の
指向性を補正する光制御面を液晶表示パネル側に配置す
ることにより、また液晶表示パネル等に配置するシート
材に１対の斜面による光制御面を形成することにより、
光制御面の傷付き等を有効に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置を示す
断面図である。
【図２】従来構成のサイドライト型面光源装置における
出射面のぎらつきの説明に供する断面図である。
【図３】図２との対比により出射面のぎらつき低減の説
明に供する断面図である。
【図４】従来のサイドライト型面光源装置を示す分解斜
視図である。
【図５】図４をＡ−Ａ線により切り取って示す断面図で
ある。
【符号の説明】 １、１１……サイドライト型面光源装置、２、１３……
導光板、２Ｂ、１３Ｂ……裏面、２Ｃ、１３Ｃ……出射
面、１２……液晶表示パネル、６、７、２１……プリズ
ムシート、１６、２０……偏光フィルム

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 板状部材の端面から入射した一次光源か
    らの照明光を前記板状部材の出射面より出射する面光源
    装置上に配置され、前記面光源装置と共に液晶表示装置
    を構成する液晶表示パネルであって、前記面光源装置と
    対向する前記面光源装置側の面に、前記面光源装置から
    出射された前記照明光の指向性を補正する光制御面を設
    けることを特徴とする液晶表示パネル。
  2. 【請求項２】 板状部材の端面から入射した一次光源か
    らの照明光を前記板状部材の出射面より出射する面光源
    装置上に液晶表示パネルを配置する液晶表示装置であっ
    て、前記液晶表示パネルの前記面光源装置と対向する前
    記面光源装置側の面に、前記面光源装置から出射された
    前記照明光の指向性を補正する光制御面を設けることを
    特徴とする液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 偏光フィルムの片面に、一定の指向性を
    持って入射する光の指向性を補正する光制御面を設けた
    ことを特徴とするシート部材。
  4. 【請求項４】 所定偏光面の入射光を選択的に透過し、
    前記偏光面と直交する偏光面の入射光を選択的に反射す
    るシート材の片面に、一定の指向性を持って入射する光
    の指向性を補正する光制御面を設けたことを特徴とする
    シート部材。
  5. 【請求項５】 所定偏光面の入射光を選択的に透過し、
    前記偏光面と直交する偏光面の入射光を選択的に反射す
    るシート材と、偏光フィルムとの積層体であって、片面
    に、一定の指向性を持って入射する光の指向性を補正す
    る光制御面を設けたことを特徴とするシート部材。
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