JPWO2010092791A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

本発明による液晶表示装置（１００）は、前面透明基板（２１０）と、背面透明基板（２２０）と、前面透明基板（２１０）と背面透明基板（２２０）との間に設けられた液晶層（２３０）とを有する液晶パネル（２００）と、液晶パネル（２００）に取り付けられたサイドライトユニット（３００）であって、液晶パネル（２００）の側方に設けられた光源（３２０）と、液晶パネルと光源との間に設けられた導光板（３３０）とを有するサイドライトユニット（３００）と、光源（３２０）および導光板（３３０）の取り付けられたフレーム（３１０）とを備える。

Description

本発明は、サイドライトユニットを備える液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、大型テレビジョンだけでなく携帯電話の表示部等の小型の表示装置としても利用されており、近年、液晶表示装置のさらなる薄型化が要求されている。液晶表示装置には、高いコントラスト比を実現するために光源が設けられているが、光源を液晶パネルの真下に配置する場合、液晶表示装置が厚くなってしまう。このため、液晶パネルの側方に光源を配置した液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。

図６に、特許文献１に開示されている液晶表示装置８００の模式図を示す。液晶表示装置８００は、液晶パネル８１０と、液晶パネル８１０の側方に設けられたサイドライトユニット８２０とを備えている。サイドライトユニット８２０の蛍光管８２２から出射された光は液晶パネル８１０のガラス基板８１２に入射し、この光を利用して表示が行われる。サイドライトユニット８２０には、蛍光管８２２から出射された光の利用効率を高めるためにリフレクタ８２６が設けられている。また、液晶表示装置８００では、液晶パネル８１０に光散乱型の液晶層８１６を設けることにより、偏光板を必要とせず、光の利用効率の増大を図っている。

また、図７に、特許文献２に開示されている液晶表示装置９００の模式図を示す。液晶表示装置９００は、液晶パネル９１０と、液晶パネル９１０の側方に設けられたサイドライトユニット９２０とを備えている。

サイドライトユニット９２０の蛍光管９２２から出射された光は直接またはリフレクタ９２６において反射された後に導光板９２４を伝播し、液晶パネル９１０のガラス基板９１２内に入射する。液晶パネル９１０はこの光を利用して表示を行う。蛍光管９２２はガラス基板９１２よりも厚い。導光板９２４の背面９２４ｂは蛍光管９２２から出射される光のピーク方向に平行であるのに対して、前面９２４ａは背面９２４ｂに対して傾斜するように設けられており、導光板９２４において蛍光管９２２に対向する入射面９２４ｉは、ガラス基板９１２に対向する出射面９２４ｏよりも厚い。このため、蛍光管９２２から出射された光は、導光板９２４の厚い入射面９２４ｉから入射して、薄い出射面９２４ｏを介してガラス基板９１２に効率的に入射される。また、導光板９２４の前面９２４ａおよび背面９２４ｂには突起が設けられており、これにより、導光板９２４を伝播する光はガラス基板９１２に効率的に入射される。

液晶パネル９１０のガラス基板９１２の上に設けられたフィルム９３２は、サイドライトユニット９２０から入射した光を下方向に反射する。フィルム９３２において反射された光は液晶層９１６を通過し拡散反射電極９１８において拡散反射され再び液晶層９１６を通過する。液晶層９１６において光の変調が行われる。その後、ガラス基板９１２の上に設けられた偏光板９３４は特定の偏光成分の光を透過する。このようにして液晶表示装置９００の表示が行われる。

特開平１０−１８６３６１号公報 特開２００１−１６６２９６号公報

特許文献１の液晶表示装置８００では、サイドライトユニット８００から出力された光がガラス基板８１２に十分に入射しないため、高輝度の表示ができないことがある。また、特許文献２の液晶表示装置９００では、液晶パネル９１０の側方にサイドライトユニット９２０を配置しているが、蛍光管９２２、導光板９２４およびガラス基板９１２の位置がずれることがあり、蛍光管９２２から出射された光が有効に利用されないことになる。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、光源、導光板および透明基板の位置ずれを抑制した液晶表示装置を提供することにある。

本発明による液晶表示装置は、前面透明基板と、背面透明基板と、前記前面透明基板と前記背面透明基板との間に設けられた液晶層とを有する液晶パネルと、前記液晶パネルに取り付けられたサイドライトユニットであって、前記液晶パネルの側方に設けられた光源と、前記液晶パネルと前記光源との間に設けられた導光板とを有するサイドライトユニットと、前記光源および前記導光板の取り付けられたフレームとを備える。

ある実施形態において、前記サイドライトユニットは前記フレームをさらに有する。

ある実施形態において、前記サイドライトユニットは、少なくとも前記フレームと前記液晶パネルとを固定する固定シートをさらに有する。

ある実施形態において、前記光源から出射された光は前記導光板を介して前記前面透明基板に入射する。

ある実施形態において、前記液晶層は光散乱型である。

ある実施形態において、前記固定シートは遮光機能を有している。

ある実施形態において、前記固定シートは前記液晶パネルの前面の一部に貼り付けられるとともに前記光源および前記導光板を覆う。

ある実施形態において、前記サイドライトユニットは前記光源および前記導光板を覆う遮光シートをさらに有する。

ある実施形態において、前記固定シートは前記液晶パネルの背面に貼り付けられる。

ある実施形態において、前記光源から出射された光は前記導光板を介して前記背面透明基板に入射する。

ある実施形態において、前記固定シートは反射機能を有している。

ある実施形態において、前記サイドライトユニットは前記光源の設けられたプリント回路基板をさらに有する。

ある実施形態において、前記導光板および前記フレームのそれぞれには開口部が設けられており、前記導光板は、前記フレームの前面および背面のうちの一方の面に、前記導光板の前記開口部と前記フレームの開口部とが重なるように取り付けられ、前記プリント回路基板は、前記光源が前記導光板の前記開口部および前記フレームの前記開口部に位置するように前記フレームの前面および背面のうちの他方の面に取り付けられる。

ある実施形態において、前記導光板は前記光源から出射された光の指向性を低くする。

ある実施形態において、前記導光板は、前面と、背面と、前記光源に対向する入射面と、前記一方の透明基板に対向する出射面とを有している。

ある実施形態において、前記導光板の前記入射面は前記出射面よりも厚い。

ある実施形態において、前記導光板の前記入射面は、前記光源に対応する位置に設けられた凹凸構造を有している。

ある実施形態において、前記導光板の前記前面および前記背面のうちの少なくとも一方に孔または穴が設けられている。

ある実施形態において、前記導光板の前記出射面は凹凸構造を有している。

ある実施形態において、前記導光板の前記前面および前記背面のうちの少なくとも一方は凹凸構造を有している。

ある実施形態において、前記導光板の前記前面は前記光源から出射される光のピーク方向と略平行であり、前記導光板の前記背面は前記前面に対して傾斜している。

本発明によれば、光源、導光板および透明基板の位置ずれを抑制した液晶表示装置を提供できる。

（ａ）は本発明による液晶表示装置の第１実施形態の模式的な上面図であり、（ｂ）は液晶表示装置の断面図である。 （ａ）および（ｂ）は第１実施形態の液晶表示装置の変形例を示す模式的な側面図であり、（ｃ）〜（ｅ）は第１実施形態の液晶表示装置の変形例における光源および導光板を示す模式的な上面図である。 （ａ）は本発明による液晶表示装置の第２実施形態の斜視図であり、（ｂ）は液晶表示装置の分解斜視図であり、（ｃ）は液晶表示装置におけるサイドライトユニットの分解斜視図であり、（ｄ）は液晶表示装置の断面図である。 （ａ）は本発明による液晶表示装置の第３実施形態の斜視図であり、（ｂ）は液晶表示装置の分解斜視図であり、（ｃ）は液晶表示装置におけるサイドライトユニットの分解斜視図であり、（ｄ）は液晶表示装置の断面図である。 （ａ）は本発明による液晶表示装置の第４実施形態の斜視図であり、（ｂ）は液晶表示装置の分解斜視図であり、（ｃ）は液晶表示装置におけるサイドライトユニットの分解斜視図であり、（ｄ）は液晶表示装置の断面図である。 従来の液晶表示装置の模式図である。 別の従来の液晶表示装置の模式図である。

以下、図面を参照して、本発明による液晶表示装置の実施形態を説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

（実施形態１）
以下、図１を参照して本発明による液晶表示装置の第１実施形態を説明する。図１（ａ）に本実施形態の液晶表示装置１００の模式的な上面図を示し、図１（ｂ）に液晶表示装置１００の模式的な断面図を示す。

液晶表示装置１００は、液晶パネル２００と、液晶パネル２００に取り付けられたサイドライトユニット３００とを備えている。液晶パネル２００は、前面透明基板２１０と、背面透明基板２２０と、前面透明基板２１０と背面透明基板２２０との間に設けられた液晶層２３０とを有している。ここでは、液晶パネル２００は反射モードである。前面透明基板２１０および背面透明基板２２０は、例えば、ガラスから形成されている。

図示していないが、前面透明基板２１０と液晶層２３０との間、および、背面透明基板２２０と液晶層２３０との間には、電極、配線、絶縁層および／または半導体層が必要に応じて設けられている。同様に図示していないが、液晶層２３０よりも背面透明基板２２０側に反射層が設けられており、例えば、反射層は、背面透明基板２２０と液晶層２３０との間に設けられている。例えば、前面透明基板２１０はアクティブマトリクス基板の一部であり、背面透明基板２２０は対向基板の一部である。なお、以下の説明において、前面透明基板２１０および背面透明基板２２０を、それぞれ、単に、透明基板２１０および透明基板２２０と呼ぶことがある。

サイドライトユニット３００は、フレーム３１０と、光源３２０と、導光板３３０とを有している。フレーム３１０は中央の開口した額縁形状であり、フレーム３１０の中央に液晶パネル２００が配置される。フレーム３１０には光源３２０および導光板３３０が取り付けられている。図１では、光源３２０および導光板３３０はフレーム３１０の前面に取り付けられている。光源３２０は、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）であってもよく、蛍光管であってもよい。

導光板３３０は、例えばポリカーボネートの射出成形によって形成される。詳細は後述するが、導光板３３０を設けることにより、液晶パネル２００の輝度ムラを抑制し、光源３２０から出射される光の利用効率を向上させることができる。

液晶表示装置１００において、サイドライトユニット３００は固定シート３４０をさらに有している。固定シート３４０は中央の開口した額縁状であり、各辺の幅はフレーム３１０の幅よりも大きい。サイドライトユニット３００において固定シート３４０は少なくともフレーム３１０に貼り付けられており、図１に示した液晶表示装置１００では、固定シート３４０はフレーム３１０だけでなく光源３２０および導光板３３０にも貼り付けられている。液晶パネル２００にサイドライトユニット３００を取り付けることにより、サイドライトユニット３００の光源３２０は導光板３３０を介して液晶パネル２００の透明基板２１０の側方に配置され、液晶表示装置１００の薄型化が図られている。また、この取り付けにより、固定シート３４０は少なくともフレーム３１０と液晶パネル２００とを固定する。光源３２０から出射された光は導光板３３０を介して液晶パネル２００の透明基板２１０に入射し、この光を利用して表示が行われる。このように、サイドライトユニット３００の光源３２０から出射された光は導光板３３０を介して液晶パネル２００の前面透明基板２１０に入射する。このようなサイドライトユニット３００はフロントサイドライトユニットともよばれる。

導光板３３０は、光源３２０に対向する入射面３３０ｉと、前面透明基板２１０に対向する出射面３３０ｏと、前面側（観察者側）に位置する前面３３０ａと、背面３３０ｂと、２つの側面３３０ｓとを有している。光源３２０から出射された光は導光板３３０の入射面３３０ｉから入射し、導光板３３０内を伝播する。導光板３３０内を伝播する光の多くは前面３３０ａ、背面３３０ｂおよび側面３３０ｓに到達することなく出射面３３０ｏに到達するが、導光板３３０内を伝播する光のうち前面３３０ａ、背面３３０ｂおよび側面３３０ｓに到達した光の一部は前面３３０ａ、背面３３０ｂおよび側面３３０ｓにおいて反射し、別の一部は透過する。導光板３３０内を伝播して出射面３３０ｏに到達した光は、出射面３３０ｏから液晶パネル２００の前面透明基板２１０に出力される。なお、導光板３３０の前面３３０ａを透過して観察者に到達する光（いわゆる漏れ光）を抑制するために導光板３３０の前面３３０ａに遮光部材を設けることが好ましい。例えば、固定シート３４０は遮光機能を有しており、固定シート３４０が液晶パネル２００およびフレーム３１０に貼り付けられるだけでなく光源３２０および導光板３３０にも貼り付けられて光源３２０および導光板３３０を覆ってもよい。

前面透明基板２１０は、導光板３３０の出射面３３０ｏに対向する入射面２１０ｉと、終端面２１０ｅと、前面２１０ａと、背面２１０ｂと、側面２１０ｓとを有している。前面透明基板２１０は背面透明基板２２０と同様に直方体形状である。なお、透明基板２１０、光源３２０および導光板３３０の前面はほぼ同一平面にあることが好ましい。

光源３２０から出射される光はある程度の指向性を有していることが好ましいが、実際には、光源３２０から出射される光は、輝度ピークを示す進行方向とは若干異なる方向に進行する成分を含んでいる。以下の説明において、光源３２０から出射される光の輝度ピークを示す進行方向をピーク方向と呼ぶ。導光板３３０および前面透明基板２１０は光源３２０から出射される光のピーク方向上に位置している。

液晶表示装置１００のサイドライトユニット３００では、光源３２０および導光板３３０がフレーム３１０に取り付けられており、光源３２０および導光板３３０の位置ずれが抑制される。また、このようなサイドライトユニット３００を液晶パネル２００に取り付けた場合、固定シート３４０により、液晶パネル２００およびフレーム３１０が固定されるため、透明基板２１０、光源３２０および導光板３３０を高精度に配置することができ、結果として、光源３２０から出射される光の利用効率の低下を抑制できる。

液晶表示装置１００は以下のように作製される。

まず、フレーム３１０、光源３２０、導光板３３０および固定シート３４０を用意する。その後、フレーム３１０に光源３２０および導光板３３０を取り付ける。この取り付けにより、導光板３３０の入射面３３０ｉは光源３２０に対向するように配置される。なお、フレーム３１０に取り付ける順番は光源３２０が先であっても導光板３３０が先であってもよい。

次に、少なくともフレーム３１０に固定シート３４０を貼り付ける。この場合、固定シート３４０にはフレーム３１０と重ならない領域がある。このようにしてサイドライトユニット３００が作製される。

次に、液晶パネル２００にサイドライトユニット３００を取り付ける。この取り付けにより、固定シート３４０は液晶パネル２００に貼り付き、液晶パネル２００およびフレーム３１０が固定される。以上のようにして液晶表示装置１００は作製される。

なお、上述した説明では、液晶パネル２００は反射モードであり、光源３２０および導光板３３０は前面透明基板２１０の側方に設けられており、光源３２０から出射された光は導光板３３０を介して前面透明基板２１０に入射したが、本発明はこれに限定されない。液晶パネルは透過モードまたは透過反射モードであり、光源および導光板は背面透明基板の側方に設けられてもよく、光源から出射された光は導光板を介して背面透明基板に入射してもよい。

また、図１に示した液晶表示装置１００では、光源３２０および導光板３３０はフレーム３１０の前面に取り付けられ、固定シート３４０が液晶パネル２００およびサイドライトユニット３００の前面に貼り付けられていたが、本発明はこれに限定されない。光源および導光板はフレームの背面に取り付けられてもよく、固定シートが液晶パネルおよびサイドライトユニットの背面に貼り付けられてもよい。

あるいは、例えば、光源３２０がプリント回路基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＦＰＣ）上に設けられるとともにフレーム３１０および導光板３３０のそれぞれに開口部が設けられており、導光板３３０をフレーム３１０の前面および背面のうちの一方の面に取り付けるとともに、フレーム３１０および導光板３３０の両方の開口部の重なる位置に光源３２０が設けられるようにフレーム３１０の前面および背面のうちの他方の面にＦＰＣを取り付けてもよい。

また、上述した説明では、サイドライトユニット３００がフレーム３１０を有していたが、本発明はこれに限定されない。フレーム３１０はサイドライトユニット３００とは別個に設けられてもよい。例えば、フレーム３１０は液晶パネル２００と一体的に設けられてもよい。

また、図１では、透明基板２１０の厚さが光源３２０の厚さと略等しいように示されているが、透明基板は光源よりも薄くてもよい。この場合、光源から出射された光を有効に利用するために、導光板の入射面は出射面よりも厚いことが好ましい。

図２（ａ）に示すように、導光板３３０Ａでは、光源３２０に対向する入射面３３０ｉは透明基板２１０に対向する出射面３３０ｏよりも厚い。また、導光板３３０Ａの前面３３０ａは光源３２０から出射される光のピーク方向とほぼ平行であるのに対して、背面３３０ｂは前面３３０ａに対して傾いている。このように、導光板３３０の前面３３０ａは光源３２０から出射される光のピーク方向と略平行である一方、導光板３３０の背面３３０ｂは光源３２０から出射される光のピーク方向に対して傾斜するように設けられている。

透明基板２１０が光源３２０よりも薄いことにより、液晶表示装置１００を薄型化することができる。なお、透明基板２１０と同様に透明基板２２０も薄いことがさらに好ましい。また、透明基板２１０、光源３２０および導光板３３０Ａの前面を同一平面にすることにより、前面の平坦な薄い液晶表示装置１００を実現することができる。

また、導光板３３０Ａを設けることにより、液晶パネル２００の輝度ムラを抑制することができる。仮に、導光板３３０Ａを設けることなく前面透明基板２１０の側方に光源３２０を配置したとすると、光源３２０から出射した光のうち前面透明基板２１０の前面２１０ａおよび背面２１０ｂの入射面２１０ｉ側に到達する成分は前面２１０ａおよび背面２１０ｂの法線方向に対して比較的小さい角度で入射するため、液晶パネル２００の入射面２１０ｉ側の輝度は比較的高くなる。一方、光源３２０から出射した光のうち前面透明基板２１０の前面２１０ａおよび背面２１０ｂの終端面２１０ｅ側に到達する成分は前面２１０ａおよび背面２１０ｂの法線方向に対して比較的大きい角度で入射するため、液晶パネル２００の終端面２１０ｅ側の輝度は比較的低くなる。このため、輝度ムラが発生する。これに対して、光源３２０と前面透明基板２１０との間に導光板３３０Ａを設けることにより、光源３２０と前面透明基板２１０との間の距離が長くなり、前面透明基板２１０の前面２１０ａおよび背面２１０ｂの入射面２１０ｉ側における角度と終端面２１０ｅ側における角度との差が小さくなり、輝度ムラを抑制できる。

また、導光板３３０Ａが、透明基板２１０の前面２１０ａとほぼ同一面にある前面３３０ａと、前面３３０ａに対して傾斜した背面３３０ｂとを有していることにより、液晶層２３０を通過することなく観察者に到達する漏れ光を抑制できる。ここで、光源３２０から出射されて導光板３３０Ａの前面３３０ａおよび背面３３０ｂに到達する光を検討する。光源３２０から出射されて導光板３３０Ａの前面３３０ａに到達する光は、前面３３０ａの法線方向に対して比較的大きい角度で入射するので、比較的多くの成分が導光板３３０Ａの前面３３０ａにおいて反射され、反射されて下方向に進行する光は液晶パネル２００内に入射して液晶層２３０において適切に変調される。これに対して光源３２０から出射されて導光板３３０Ａの背面３３０ｂに到達する光は背面３３０ｂの法線方向に対して比較的小さい角度で入射するため、比較的多くの成分が導光板３３０Ａの背面３３０ｂを通過し、また、反射したとしても、反射光のピーク方向に平行な成分が減少して導光板３３０Ａの前面３３０ａに到達することになる。このため、導光板３３０Ａの出射面３３０ｏから出射される光のうち上方向成分を有する光が減少し、結果として、液晶層２３０を介することなく前面透明基板２１０を通過する漏れ光が観察者に到達することが抑制される。

なお、図２（ａ）に示したように、導光板３３０Ａでは、前面３３０ａおよび背面３３０ｂは平面であったが、本発明はこれに限定されない。導光板の前面および背面は平面でなくてもよい。

図２（ｂ）に示すように、導光板３３０Ｂの前面３３０ａおよび背面３３０ｂには幅方向に凹部および凸部の延びた凹凸構造が設けられている。このように、前面３３０ａおよび背面３３０ｂの凹凸構造において反射した後の光のピーク方向と平行な成分は反射前と比べて増加することになり、漏れ光を低減させて、光の利用効率を向上させることができる。これにより、導光板３３０Ｂでは、光源３２０の光を十分に利用できるとともに光源側と終端側の輝度ムラが解消できる。

また、導光板３３０Ａ、３３０Ｂにより、液晶パネル２００の入射面２１０ｉ側と終端面２１０ｅ側との輝度ムラが抑制されたが、本発明はこれに限定されない。光源３２０のサイズが導光板３３０の入射面３３０ｉよりも小さい場合、例えば、光源３２０として比較的サイズの小さいＬＥＤを用いる場合、コスト抑制の観点からＬＥＤ３２０の個数は少ないことが好ましい。この場合、ＬＥＤ３２０から出射される光が入射面３３０ｉに入射する領域は入射面３３０ｉ全体のサイズと比べて小さいため、導光板３３０は光を拡散し、導光板３３０の厚さ方向および幅方向のうちの少なくとも一方の指向性を低くしてもよい。このように、導光板３３０が、その出射面３３０ｏから出射される光の指向性を光源３２０から出射されて導光板３３０の入射面３３０ｉに入射する前の光の指向性よりも低くすることにより、透明基板２１０に入射する光の強度を平均化して液晶パネル２００の幅方向の輝度ムラを抑制するとともに、小型化およびコストの抑制を図ることができる。

図２（ｃ）に示すように、導光板３３０Ｃでは入射面３３０ｉのうちの光源３２０に対応する位置に、厚さ方向に凸部および凹部の延びた凹凸構造が設けられている。この場合、導光板３３０の入射面３３０ｉにおいて光は幅方向に拡散する。

また、図２（ｄ）に示すように、導光板３３０Ｄには、導光板３３０Ｄの中央であって光源３２０に対応する位置に、前面３３０ａから背面３３０ｂまで貫通した孔が設けられている。この孔は入射面３３０ｉ側で小さく出射面３３０ｏ側で大きくなるように設けられており、光源３２０から出射された光がこの孔に到達すると、光は幅方向に拡散する。なお、前面３３０ａから背面３３０ｂまで貫通した孔に代えて、前面３３０ａまたは背面３３０ｂに導光板３３０を貫通しない穴を設けてもよい。

また、図２（ｅ）に示すように、導光板３３０Ｅでは、その出射面３３０ｏに、厚さ方向に凹部および凸部に延びた凹凸構造が設けられている。この場合、導光板３３０Ｅの出射面３３０ｏにおいて光は幅方向に拡散する。このように、導光板３３０Ｃ、３３０Ｄおよび３３０Ｅにより、透明基板と光源との間の距離が比較的短い場合でも輝度ムラを解消できる。

なお、図２（ｃ）、図２（ｄ）および図２（ｅ）に示した導光板３３０Ｃ、３３０Ｄ、３３０Ｅでは、個別に、光を拡散する構成が採用されていたが、本発明はこれに限定されない。これらの構成は必要に応じて組み合わせて用いられてもよい。あるいは、さらに図２（ａ）に示した導光板３３０Ａと同様に、導光板の厚さが変化してもよく、また、図２（ｂ）に示した導光板３３０Ｂと同様に導光板の厚さが変化するとともに前面および背面に凹凸構造が設けられてもよい。

（実施形態２）
以下、図３を参照して本発明による液晶表示装置の第２実施形態を説明する。図３（ａ）に本実施形態の液晶表示装置１００Ａの斜視図を示し、図３（ｂ）に液晶表示装置１００Ａの分解斜視図を示し、図３（ｃ）に液晶表示装置１００Ａにおけるサイドライトユニット３００Ａの分解斜視図を示し、図３（ｄ）に液晶表示装置１００Ａの模式的な断面図を示す。なお、冗長を避けるために上述した液晶表示装置１００と同様の説明を省略する。

液晶表示装置１００Ａは、液晶パネル２００と、サイドライトユニット３００Ａとを備えている。液晶表示装置１００Ａでは、サイドライトユニット３００Ａは液晶パネル２００の前面に取り付けられる。なお、液晶表示装置１００Ａでも、サイドライトユニット３００Ａの光源３２０から出射された光は導光板３３０を介して液晶パネル２００の前面透明基板２１０に入射する。サイドライトユニット３００Ａはフロントサイドライトユニットである。

液晶表示装置１００Ａにおいて、液晶パネル２００は反射モードである。前面透明基板２１０および背面透明基板２２０のそれぞれの厚さは例えば０．２ｍｍである。また、例えば、液晶パネル２００の液晶層２３０は光散乱型である。図示していないが、液晶層２３０と背面透明基板２２０との間には、入射した光を鏡面反射する反射層が設けられている。この反射層は、例えば金属から形成されている。液晶層２３０に印加される電圧が低いと、光は液晶層２３０において散乱されて、白表示が行われる。反対に、液晶層２３０に所定の電圧が印加されると、光は液晶層２３０において散乱されることなく鏡面反射され、黒表示が行われる。このように、液晶層２３０が光散乱型である場合、液晶パネル２００は偏光板を有しなくてもよく、サイドライトユニット３００Ａから出射される光の強度が比較的低くても十分な輝度が得られるため、消費電力を低減させることができる。

サイドライトユニット３００Ａは、フレーム３１０と、光源３２０と、導光板３３０と、固定シート３４０とを有している。液晶表示装置１００Ａでは、液晶パネル２００にサイドライトユニット３００Ａを取り付けることにより、サイドライトユニット３００Ａの光源３２０は導光板３３０を介して液晶パネル２００の前面透明基板２１０の側方に配置される。

フレーム３１０は中央の開口した額縁形状のうちの一方の短辺の一部が欠けた形状であり、フレーム３１０の内周は液晶パネル２００と略対応するサイズに設計されている。フレーム３１０は、導光板３３０と接触しており、白色のポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ：ＰＣ）樹脂といった反射性の高いものから形成されていることが好ましい。あるいは、理想的には、フレーム３１０には、金属処理を施した金属膜の上から絶縁処理が行われており、背面透明基板２２０上の導電膜との接触によるリークが防止されていることが好ましい。フレーム３１０の最外周部分は前面側に突出している。フレーム３１０には長辺に沿って直線状の開口部が設けられている。

液晶表示装置１００Ａでは、光源３２０として複数のＬＥＤが設けられている。ＬＥＤ３２０はフレキシブルプリント基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＦＰＣ）３２２に設けられている。ＬＥＤ３２０は、前面透明基板２１０および背面透明基板２２０のそれぞれよりも厚いが、液晶パネル２００よりも薄い。ＬＥＤ３２０の厚さは、例えば０．４ｍｍである。

導光板３３０は薄い板状であり、一方の長辺側に複数の矩形状の開口部が設けられている。導光板３３０の矩形状の開口部は光源３２０に対応するサイズである。導光板３３０の開口部のサイズはフレーム３１０の開口部のサイズよりも小さい。導光板３３０の開口部はフレーム３１０の開口部と重なり、フレーム３１０および導光板３３０の両方の開口部に対応してＦＰＣ３２２上の光源３２０が設けられている。

導光板３３０は、光源３２０に対向する入射面３３０ｉと、前面透明基板２１０に対向する出射面３３０ｏと、前面側に位置する前面３３０ａと、背面３３０ｂと、側面３３０ｓとを有している。液晶表示装置１００Ａでは、導光板３３０の矩形状の開口部のうち光源３２０に対向する面が入射面３３０ｉとなる。

導光板３３０は、平坦部３３０ｔと、平坦部３３０ｔと連続する傾斜部３３０ｕとから構成されている。平坦部３３０ｔの厚さは一定であり、その厚さは例えば０．４ｍｍである。なお、平坦部３３０ｔには開口部が設けられており、開口部の一部に設けられた入射面３３０ｉの厚さは０．４ｍｍである。傾斜部３３０ｕの厚さは連続的に変化し、傾斜部３３０ｕの端面に設けられた出射面３３０ｏの厚さは０．２ｍｍである。導光板３３０の入射面３３０ｉから入射した光が出射面３３０ｏに向かって進行するに伴い導光板３３０は薄くなる。このように導光板３３０の厚さは場所に応じて異なる。導光板３３０は、所定の金型を用いてポリカーボネートを射出成形することによって形成される。なお、フレーム３１０のうち導光板３３０の傾斜部３３０ｕに対応する領域の厚さも変化している。

また、透明基板２１０は、前面２１０ａ、背面２１０ｂ、入射面２１０ｉ、終端面２１０ｅおよび側面（図３には図示せず）を有している。なお、前面透明基板２１０は背面透明基板２２０と同様に直方体形状である。透明基板２１０の前面２１０ａは導光板３３０の前面３３０ａと略同一平面にあり、液晶表示装置１００Ａの小型化が図られている。

固定シート３４０は中央の開口した額縁形状である。サイドライトユニット３００Ａにおいて固定シート３４０はフレーム３１０、光源３２０および導光板３３０に貼り付けられており、液晶パネル２００にサイドライトユニット３００を取り付けることにより、サイドライトユニット３００の光源３２０は導光板３３０を介して液晶パネル２００の透明基板２１０の側方に配置され、液晶表示装置１００Ａの薄型化が図られている。また、この取り付けにより、固定シート３４０はフレーム３１０、光源３２０および導光板３３０と液晶パネル２００とを固定する。

また、サイドライトユニット３００Ａにおいて固定シート３４０は遮光機能を有しており、固定シート３４０は遮光テープとも呼ばれる。遮光テープ３４０は、例えば、黒色のＰＥＴを基材とした厚さ０．０５ｍｍのテープである。

本実施形態の液晶表示装置１００Ａでは、光源３２０と前面透明基板２１０との間に導光板３３０が設けられており、導光板３３０の前面３３０ａは遮光テープ３４０で覆われている。このように、固定シート３４０が遮光機能を有していることにより、さらなる薄型化を図ることができる。

本実施形態の液晶表示装置１００Ａの導光板３３０は図２（ａ）を参照して上述した導光板３３０Ａと同様の構成を有している。液晶表示装置１００Ａでは、透明基板２１０は光源３２０よりも薄いが、導光板３３０の入射面３３０ｉは出射面３３０ｏよりも厚く、光源３２０から出射された光は有効に利用される。また、透明基板２１０が光源３２０よりも薄いことにより、液晶表示装置１００Ａを薄型化することができる。透明基板２１０、光源３２０および導光板３３０の前面を同一平面にすることにより、表面の平坦な薄い液晶表示装置１００Ａを実現することができる。さらに、上述したように、導光板３３０により、輝度ムラおよび漏れ光が抑制される。

液晶表示装置１００Ａは以下のように作製される。

まず、フレーム３１０、光源３２０の設けられたＦＰＣ３２２、導光板３３０および遮光テープ３４０を用意する。次に、導光板３３０をフレーム３１０の前面に取り付ける。導光板３３０をフレーム３１０に取り付けた場合、導光板３３０の矩形状の開口部はフレーム３１０の開口部と重なる。

次に、フレーム３１０の背面にＦＰＣ３２２を取り付ける。この場合、ＦＰＣ３２２上に設けられたＬＥＤ３２０はフレーム３１０および導光板３３０の両方の開口部に位置する。

次に、フレーム３１０、光源３２０および導光板３３０に遮光テープ３４０を貼り付ける。遮光テープ３４０の各辺の幅は、貼り付け後に遮光テープ３４０の各辺の一部がフレーム３１０を超えてフレーム３１０の中央の開口した部分に延びているように設定されている。このようにしてサイドライトユニット３００Ａは作製される。

その後、液晶パネル２００にサイドライトユニット３００Ａを取り付ける。遮光テープ３４０は液晶パネル２００に貼り付き、液晶パネル２００、フレーム３１０、光源３２０および導光板３３０が固定化される。このようにして液晶パネル２００およびサイドライトユニット３００Ａの一体化された液晶表示装置１００Ａが作製される。

（実施形態３）
上述した説明では、サイドライトユニットは液晶パネルの前面に取り付けられたが、本発明はこれに限定されない。サイドライトユニットは液晶パネルの背面に取り付けられてもよい。

以下、図４を参照して本発明による液晶表示装置の第３実施形態を説明する。図４（ａ）に本実施形態の液晶表示装置１００Ｂの斜視図を示し、図４（ｂ）に液晶表示装置１００Ｂの分解斜視図を示し、図４（ｃ）に液晶表示装置１００Ｂにおけるサイドライトユニット３００Ｂの分解斜視図を示し、図４（ｄ）に液晶表示装置１００Ｂの模式的な断面図を示す。なお、冗長を避けるために上述した液晶表示装置１００、１００Ａと同様の説明を省略する。

液晶表示装置１００Ｂは、液晶パネル２００と、サイドライトユニット３００Ｂとを備えている。液晶表示装置１００Ｂでは、サイドライトユニット３００Ｂは液晶パネル２００の背面に取り付けられる。液晶表示装置１００Ｂでも、サイドライトユニット３００Ｂの光源３２０および導光板３３０は液晶パネル２００の前面透明基板２１０の側方に位置している。

サイドライトユニット３００Ｂは、フレーム３１０と、光源３２０と、導光板３３０と、遮光テープ３３５と、固定シート３４０とを有している。フレーム３１０は、中央の開口した額縁形状であり、その１つの長辺に沿って直線状の開口部が設けられている。フレーム３１０の内周は液晶パネル２００と略対応するサイズに設計されている。このように、サイドライトユニット３００Ｂのフレーム３１０は額縁形状であるため、強度を維持することができ、作業性の低下を抑制できる。

光源３２０としてＬＥＤが用いられており、ＬＥＤ３２０はＦＰＣ３２２上に設けられている。導光板３３０は薄い板状であり、導光板３３０の一方の長辺側に複数の開口部が設けられている。導光板３３０の矩形状の開口部のサイズはフレーム３１０の開口部のサイズよりも小さい。導光板３３０の開口部はフレーム３１０の開口部と重なり、両方の開口部に対応してＬＥＤ３２０が設けられている。ＦＰＣ３２２のうちのフレーム３１０との接触面には、両面テープが貼り付けられており、この両面テープにより、ＦＰＣ３２２はフレーム３１０と密着している。

遮光テープ３３５は、導光板３３０と略同様のサイズの矩形状であり、導光板３３０を覆っている。遮光テープ３３５により、光源３２０から出射される光とは異なる光が導光板３３０に入射することが抑制される。光源３２０、導光板３３０および遮光テープ３３５はフレーム３１０に取り付けられる。

液晶表示装置１００Ｂでは、固定シート３４０はフレーム３１０の外形と略同様のサイズである。固定シート３４０により、液晶パネル２００およびフレーム３１０は固定されている。サイドライトユニット３００Ｂにおいて固定シート３４０はサイドライトユニット３００Ｂの背面（裏面）に設けられており、固定シート３４０は裏面シートとも呼ばれる。裏面シート３４０は、例えば、ＰＥＴを基材とする厚さ０．０８５ｍｍの白色のテープである。

液晶表示装置１００Ｂは以下のように作製される。

まず、フレーム３１０、光源３２０の設けられたＦＰＣ３２２、導光板３３０、遮光テープ３３５および固定シート３４０を用意する。次に、導光板３３０をフレーム３１０の前面に取り付ける。導光板３３０をフレーム３１０に取り付けた場合、導光板３３０の矩形状の開口部はフレーム３１０の開口部と重なる。

次に、フレーム３１０の背面にＦＰＣ３２２を取り付ける。この場合、ＦＰＣ３２２上に設けられたＬＥＤ３２０はフレーム３１０の開口部および導光板３３０の開口部に位置する。

次に、フレーム３１０、光源３２０および導光板３３０に遮光テープ３３５を貼り付ける。次に、フレーム３１０の背面に固定シート３４０を貼り付ける。このようにしてサイドライトユニット３００Ｂは作製される。

その後、サイドライトユニット３００Ｂを液晶パネル２００の背面に取り付ける。固定シート３４０は液晶パネル２００に貼り付き、液晶パネル２００およびフレーム３１０が固定化される。このようにして液晶パネル２００およびサイドライトユニット３００Ｂの一体化された液晶表示装置１００Ｂが作製される。

（実施形態４）
上述した説明では、光源から出射された光は導光板を介して前面透明基板に入力されたが、本発明はこれに限定されない。光源から出射された光は導光板を介して背面透明基板に入力されてもよい。また、上述した説明では、液晶パネルは光散乱型の液晶層を用いた反射モードであったが、本発明はこれに限定されない。液晶パネルは透過モードであってもよい。

以下、図５を参照して本発明による液晶表示装置の第４実施形態を説明する。図５（ａ）に本実施形態の液晶表示装置１００Ｃの斜視図を示し、図５（ｂ）に液晶表示装置１００Ｃの分解斜視図を示し、図５（ｃ）に液晶表示装置１００Ｃにおけるサイドライトユニット３００Ｃの分解斜視図を示し、図５（ｄ）に液晶表示装置１００Ｃの模式的な断面図を示す。なお、冗長を避けるために上述した液晶表示装置１００、１００Ａ、１００Ｂと同様の説明を省略する。

液晶表示装置１００Ｃは、液晶パネル２００と、サイドライトユニット３００Ｃとを備えており、サイドライトユニット３００Ｃは液晶パネル２００の背面に取り付けられる。本実施形態の液晶表示装置１００Ｃにおいて液晶パネル２００は透過モードである。例えば、液晶層２３０は垂直配向型であり、透明基板２１０、２２０の外側には図示しない偏光板が設けられている。

サイドライトユニット３００Ｃは、フレーム３１０と、光源３２０と、導光板３３０と、固定シート３４０と、遮光テープ３３５とを有している。フレーム３１０は、中央の開口した額縁形状であり、１つの長辺に沿って直線状の開口部が設けられている。フレーム３１０の最外周部分は背面側に突出している。フレーム３１０の内周は液晶パネル２００と略対応するサイズに設計されている。光源３２０および導光板３３０はフレーム３１０の背面に取り付けられている。

光源３２０としてＦＰＣ３２２上に設けられたＬＥＤが用いられる。導光板３３０は薄い板状であり、導光板３３０の一方の長辺側に複数の開口部が設けられている。導光板３３０の矩形状の開口部は、ＦＰＣ３２２上に設けられた光源３２０に対応する大きさである。導光板３３０の開口部はフレーム３１０の開口部と重なり、両方の開口部に対応してＬＥＤ３２０が設けられている。

遮光テープ３３５は、ＦＰＣ３２２と略同様のサイズの矩形状であり、ＦＰＣ３２２を覆っている。遮光テープ３３５により、光源３２０から出射される光とは異なる光が導光板３３０に入射することが抑制される。光源３２０、導光板３３０および遮光テープ３３５はフレーム３１０に取り付けられる。

液晶表示装置１００Ｃでは、固定シート３４０はフレーム３１０の外形と略同様のサイズである。固定シート３４０により、液晶パネル２００、フレーム３１０、光源３２０および導光板３３０が固定される。

サイドライトユニット３００Ｃは液晶パネル２００の背面に取り付けられており、この取り付けにより、サイドライトユニット３００Ｃの光源３２０は、導光板３３０を介して液晶パネル２００の背面透明基板２２０の側方に位置する。光源３２０から出射された光は導光板３３０を介して液晶パネル２００の透明基板２２０に入射し、液晶パネル２００はこの光を利用して表示を行う。このように、液晶表示装置１００Ｃでは、サイドライトユニット３００Ｃの光源３２０から出射された光は導光板３３０を介して液晶パネル２００の背面透明基板２２０に入射する。このようなサイドライトユニット３００Ｃはバックサイドライトユニットともよばれる。

なお、液晶表示装置１００Ｃでは、固定シート３４０は反射機能を有している。光源３２０から出射されて液晶パネル２１０の透明基板２２０に入射した光のうち、透明基板２２０の前面２２０ａを透過した光は液晶層２３０において変調される。一方、透明基板２２０の背面２２０ｂを透過した光は反射機能を有する固定シート３４０において上方向に反射される。このため、固定シート３４０は反射シートとも呼ばれる。反射シート３４０は、例えば、ＰＥＴ基材の銀シートである。

液晶表示装置１００Ｃは以下のように作製される。

まず、フレーム３１０、光源３２０の設けられたＦＰＣ３２２、導光板３３０、遮光テープ３３５および反射シート３４０を用意する。次に、フレーム３１０の背面に導光板３３０を取り付ける。導光板３３０をフレーム３１０に取り付けた場合、導光板３３０の矩形状の開口部はフレーム３１０の開口部に位置している。

次に、フレーム３１０の前面にＦＰＣ３２２を取り付ける。この場合、ＦＰＣ３２２の背面に設けられたＬＥＤ３２０はフレーム３１０および導光板３３０の両方の開口部に位置する。

次に、フレーム３１０、光源３２０および導光板３３０に遮光テープ３３５を取り付ける。次に、フレーム３１０の背面に反射シート３４０を貼り付ける。このようにしてサイドライトユニット３００Ｃは作製される。

その後、サイドライトユニット３００Ｃを液晶パネル２００の背面に取り付ける。反射シート３４０は液晶パネル２００に貼り付き、液晶パネル２００、フレーム３１０、光源３２０および導光板３３０が固定化される。このようにして液晶パネル２００およびサイドライトユニット３００Ｃの一体化された液晶表示装置１００Ｃが作製される。

なお、液晶表示装置１００Ｃにおける液晶パネル２００は透過モードであったが、本発明はこれに限定されない。液晶パネル２００は透過反射モードであってもよい。

また、上述した液晶表示装置１００Ｃでは、サイドライトユニット３００Ｃは液晶パネル２００の背面に取り付けられたが、本発明はこれに限定されない。サイドライトユニットは液晶パネルの前面に取り付けられてもよい。

なお、上述した説明では、液晶表示装置１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃのサイドライトユニット３００、３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃには固定シート３４０が設けられており、固定シート３４０により、フレーム３１０と液晶パネル２００との固定が行われていたが、本発明はこれに限定されない。フレーム３１０と液晶パネル２００との固定は接着剤等により、行われてもよい。

なお、参考のために、本願の基礎出願である特願２００９−２９１３１号の開示内容を本明細書に援用する。

本発明による液晶表示装置は携帯電話等に好適に用いられる。

１００ 液晶表示装置
２００ 液晶パネル
３００ サイドライトユニット
３１０ フレーム
３２０ 光源
３３０ 導光板
３４０ 固定シート

Claims (21)

1. 前面透明基板と、背面透明基板と、前記前面透明基板と前記背面透明基板との間に設けられた液晶層とを有する液晶パネルと、
   前記液晶パネルに取り付けられたサイドライトユニットであって、前記液晶パネルの側方に設けられた光源と、前記液晶パネルと前記光源との間に設けられた導光板とを有するサイドライトユニットと、
   前記光源および前記導光板の取り付けられたフレームと
   を備える、液晶表示装置。
2. 前記サイドライトユニットは前記フレームをさらに有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記サイドライトユニットは、少なくとも前記フレームと前記液晶パネルとを固定する固定シートをさらに有する、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記光源から出射された光は前記導光板を介して前記前面透明基板に入射する、請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 前記液晶層は光散乱型である、請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 前記固定シートは遮光機能を有している、請求項３に記載の液晶表示装置。
7. 前記固定シートは前記液晶パネルの前面の一部に貼り付けられるとともに前記光源および前記導光板を覆う、請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記サイドライトユニットは前記光源および前記導光板を覆う遮光シートをさらに有する、請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
9. 前記固定シートは前記液晶パネルの背面に貼り付けられる、請求項３に記載の液晶表示装置。
10. 前記光源から出射された光は前記導光板を介して前記背面透明基板に入射する、請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
11. 前記固定シートは反射機能を有している、請求項３に記載の液晶表示装置。
12. 前記サイドライトユニットは前記光源の設けられたプリント回路基板をさらに有する、請求項１から１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
13. 前記導光板および前記フレームのそれぞれには開口部が設けられており、
    前記導光板は、前記フレームの前面および背面のうちの一方の面に、前記導光板の前記開口部と前記フレームの開口部とが重なるように取り付けられ、
    前記プリント回路基板は、前記光源が前記導光板の前記開口部および前記フレームの前記開口部に位置するように前記フレームの前面および背面のうちの他方の面に取り付けられる、請求項１から１２のいずれかに記載の液晶表示装置。
14. 前記導光板は前記光源から出射された光の指向性を低くする、請求項１から１３のいずれかに記載の液晶表示装置。
15. 前記導光板は、前面と、背面と、前記光源に対向する入射面と、前記一方の透明基板に対向する出射面とを有している、請求項１から１４のいずれかに記載の液晶表示装置。
16. 前記導光板の前記入射面は前記出射面よりも厚い、請求項１５に記載の液晶表示装置。
17. 前記導光板の前記入射面は、前記光源に対応する位置に設けられた凹凸構造を有している、請求項１５または１６に記載の液晶表示装置。
18. 前記導光板の前記前面および前記背面のうちの少なくとも一方に孔または穴が設けられている、請求項１５から１７のいずれかに記載の液晶表示装置。
19. 前記導光板の前記出射面は凹凸構造を有している、請求項１５から１８のいずれかに記載の液晶表示装置。
20. 前記導光板の前記前面および前記背面のうちの少なくとも一方は凹凸構造を有している、請求項１５から１９のいずれかに記載の液晶表示装置。
21. 前記導光板の前記前面は前記光源から出射される光のピーク方向と略平行であり、
    前記導光板の前記背面は前記前面に対して傾斜している、請求項１５から２０のいずれかに記載の液晶表示装置。

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