JP4606135B2 - Liquid crystal display device - Google Patents
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Description
本発明は液晶表示装置に関し、特に光を効率良く観察者に供給することができる液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device capable of efficiently supplying light to an observer.
従来から、表示装置、主に液晶表示装置の照明手段として、液晶表示パネルを照明する面発光装置、例えばフロントライトが知られている。従来のフロントライトは、通常、光源と、この光源からの光を液晶表示パネルに出射する導光板とから主に構成される。 2. Description of the Related Art Conventionally, a surface light emitting device that illuminates a liquid crystal display panel, for example, a front light, is known as an illumination unit of a display device, mainly a liquid crystal display device. Conventional frontlights are usually mainly composed of a light source and a light guide plate that emits light from the light source to a liquid crystal display panel.
図5は、従来の液晶表示装置の構成を示す図である。図5に示す液晶表示装置は、液晶表示パネル4と、その上に配置されたフロントライトと、フロントライトの導光板上に配置されたカバー5とから構成されている。フロントライトは、導光板1を有している。この導光板1は、平板形状を有しており、互いに対向する一対の主面及び互いに対向する一対の端面を有し、一方の主面(観察者に近い主面)には複数のプリズム1aが形成されている。一対の端面の一方の端面近傍にはバー導光体3が配置されており、このバー導光体3の一方の端部に光源2が配置されている。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a conventional liquid crystal display device. The liquid crystal display device shown in FIG. 5 includes a liquid crystal display panel 4, a front light disposed thereon, and a cover 5 disposed on a light guide plate of the front light. The front light has a light guide plate 1. The light guide plate 1 has a flat plate shape, has a pair of main surfaces facing each other and a pair of end surfaces facing each other, and a plurality of
このフロントライトにおいては、光源2からの光が導光板1の端面から入射し、導光板1内部を伝搬する。導光板1内でプリズム1aに反射した光は、図中の矢印に示すように、液晶表示パネル4側に向けられ、液晶表示パネル4で反射して、導光板1及びカバー5を透過して観察者側に向けられる。
In this front light, light from the light source 2 enters from the end face of the light guide plate 1 and propagates inside the light guide plate 1. The light reflected by the
しかしながら、図5に示す導光板1においては、プリズム1aで光を反射させて液晶表示パネル4側に向けている。このように図5に示すような形状のプリズム1aで光を反射させると、必然的にプリズム1aを有する主面から漏れ出す光が生じてしまう。また、液晶表示パネル4で反射した光は、導光板1を透過した後にカバー5も透過する。このとき、導光板1を透過した光の一部は、図5の矢印で示すようにカバー5で反射してしまいカバー5を透過しない。このように、図5に示す構成の導光板では、光を効率良く観察者に供給することができない。
However, in the light guide plate 1 shown in FIG. 5, the light is reflected by the
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、光を効率良く観察者に供給することができる液晶表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide a liquid crystal display device capable of efficiently supplying light to an observer.
本発明の液晶表示装置は、互いに対向する一対の主面と光源から光を入射する端面と光を出射する光出射面とを有する導光板と、前記導光板の前記端面の近傍に配置された光源と、前記導光板の前記一対の主面のうち一方の主面と対向するように配置された液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルと前記導光板との間に挟持された屈折率調整層と、を具備し、前記導光板の前記一対の主面のうち前記液晶表示パネルと対向する一方の主面は、複数のプリズムを有しており、前記プリズムのそれぞれは、前記端面から相対的に近く前記光出射面の水平基準面に対して比較的緩やかに傾斜した第1の面と、前記端面から相対的に遠く前記光出射面の水平基準面に対して比較的急に傾斜した第2の面と、前記第1の面と前記第2の面との間に位置し前記光出射面の水平基準面に対して平坦な第3の面とで構成され、前記第1の面と前記水平基準面との間のなす角が0.5°以上5°以下、前記第2の面と前記第3の面との間のなす角が40°以上60°以下であることを特徴とする。 The liquid crystal display device of the present invention is disposed in the vicinity of the end surface of the light guide plate, and a light guide plate having a pair of main surfaces facing each other, an end surface that receives light from a light source, and a light output surface that emits light . A light source, a liquid crystal display panel disposed to face one main surface of the pair of main surfaces of the light guide plate, and a refractive index adjustment layer sandwiched between the liquid crystal display panel and the light guide plate One of the pair of principal surfaces of the light guide plate facing the liquid crystal display panel has a plurality of prisms, and each of the prisms is relative to the end surface. relatively gently with sloping first surface, relatively steep inclined with respect to the horizontal reference plane of the relatively far rather the light emitting surface from the end surface with respect to the horizontal reference plane of the near rather the light exit surface a second surface which is positioned between the first surface and the second surface Is composed of a flat third surface relative to the horizontal reference plane of the serial light emitting surface, below 5 ° angle is 0.5 ° or more between the first surface and the horizontal reference plane, the first The angle formed between the second surface and the third surface is 40 ° or more and 60 ° or less.
この構成によれば、プリズムを有する主面から漏れ出す光をできるだけ抑えることができ、光を効率良く液晶表示パネルに向けることができる。また、屈折率調整層の存在により反射防止効果が発揮されるので、第3の面から液晶表示パネルに向けた光と液晶表示パネルから第3の面に向けた光の両方に対して反射を抑えることができる。これにより、コントラストを向上させることが可能となる。 According to this configuration, light leaking from the main surface having the prism can be suppressed as much as possible, and light can be efficiently directed to the liquid crystal display panel. In addition, since the antireflection effect is exhibited by the presence of the refractive index adjustment layer, reflection is performed for both the light directed from the third surface toward the liquid crystal display panel and the light directed from the liquid crystal display panel toward the third surface. Can be suppressed. Thereby, the contrast can be improved.
この構成によれば、光を出射する主面から出射した光が直接液晶表示パネルに供給されるので、導光板から光量のロスなく液晶表示パネルに光を供給することができる。また、第3の面における反射率を低く抑えるので、観察者の視認性を向上させることができる。また、プリズムを有する主面が液晶表示パネルと対向しており、導光板のプリズムを有する主面と反対の主面が平坦面である。このため、導光板のプリズムを保護するカバーが不要となると共に、導光板の平坦な主面上に必要に応じて光学素子を容易に配置することが可能となる。また、液晶表示装置に外力が印加された場合でも、屈折率調整層が外力を吸収するので、液晶表示装置にかかる負荷を軽減することも可能となる。 According to this configuration, since the light emitted from the main surface that emits light is directly supplied to the liquid crystal display panel, the light can be supplied from the light guide plate to the liquid crystal display panel without loss of light quantity. In addition, since the reflectance on the third surface is kept low, the visibility of the observer can be improved. The main surface having the prism is opposed to the liquid crystal display panel, and the main surface opposite to the main surface having the prism of the light guide plate is a flat surface. For this reason, a cover for protecting the prism of the light guide plate is not necessary, and an optical element can be easily arranged on the flat main surface of the light guide plate as necessary. Further, even when an external force is applied to the liquid crystal display device, the refractive index adjustment layer absorbs the external force, so that it is possible to reduce the load on the liquid crystal display device.
本発明の液晶表示装置においては、前記屈折率調整層は、前記液晶表示パネルと前記第3の面との間に介在し、互いに隣接するプリズムの第1の面と第2の面と前記屈折率調整層との間に空気層を有することが好ましい。 In the liquid crystal display device of the present invention, the refractive index adjustment layer is interposed between the liquid crystal display panel and the third surface, and the first surface, the second surface, and the refraction of the prisms adjacent to each other. it is preferred to have the air layer between the rate adjustment layer.
この構成によれば、導光板の内部を伝搬した光は、プリズムの第3の面のみから屈折率調整層を介して液晶表示パネルに光が出射される。このため、導光板の内部を伝搬する光を液晶表示パネルに出射すると共に、導光板内のより光源から離れた位置まで光を伝搬させることができる。 According to this configuration, the light propagating through the light guide plate is emitted from only the third surface of the prism to the liquid crystal display panel via the refractive index adjustment layer. For this reason, the light propagating through the light guide plate can be emitted to the liquid crystal display panel, and the light can be propagated to a position farther from the light source in the light guide plate.
本発明の液晶表示装置においては、前記屈折率調整層は、前記導光板を構成する材料及び/又は液晶表示パネルを構成する材料との間の屈折率差が0.1以下である材料で構成されていることが好ましい。 In the liquid crystal display device of the present invention, the refractive index adjustment layer is made of a material having a refractive index difference between the material constituting the light guide plate and / or the material constituting the liquid crystal display panel of 0.1 or less. It is preferable that
本発明の液晶表示装置においては、前記導光板を構成する材料の屈折率と前記屈折率調整層の屈折率との間の差が前記導光板を構成する材料の屈折率と空気の屈折率との間の差よりも絶対値として小さく、前記液晶表示パネルを構成する材料の屈折率と前記屈折率調整層の屈折率との間の差が前記液晶表示パネルを構成する材料の屈折率と空気の屈折率との間の差よりも絶対値として小さいことが好ましい。 In the liquid crystal display device of the present invention, the difference between the refractive index of the material constituting the light guide plate and the refractive index of the refractive index adjustment layer is the difference between the refractive index of the material constituting the light guide plate and the refractive index of air. The difference between the refractive index of the material constituting the liquid crystal display panel and the refractive index of the refractive index adjusting layer is smaller than the difference between the refractive index of the material constituting the liquid crystal display panel and the air. It is preferable that the absolute value is smaller than the difference between the refractive index and the refractive index.
これらの構成によれば、導光板の第3の面で大きく屈折することなく液晶表示パネル20の表面に略垂直な状態で液晶表示パネルに光を出射することができる。
According to these configurations, light can be emitted to the liquid crystal display panel in a state substantially perpendicular to the surface of the liquid
本発明の液晶表示装置においては、前記第2の面と前記第3の面との間のなす角は、前記端面から入射した光が前記第2の面で反射し、その反射光が前記第3の面から外界に出射するような角度であることが好ましい。これにより、前記導光板は、前記光源から入射して前記導光体の内部を伝搬する光を前記第2の面で反射させ、反射光を前記第3の面に向けることができる。 In the liquid crystal display device of the present invention, the angle formed between the second surface and the third surface is such that light incident from the end surface is reflected by the second surface, and the reflected light is reflected by the first surface. The angle is preferably such that the light is emitted from the surface 3 to the outside. Thereby, the light guide plate can reflect the light incident from the light source and propagating through the inside of the light guide by the second surface, and direct the reflected light to the third surface.
本発明によれば、互いに対向する一対の主面と光源から光を入射する端面とを有する導光板と、前記導光板の前記端面の近傍に配置された光源と、前記導光板の前記プリズムを有する主面と対向するように配置された液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルと前記導光板との間に挟持された屈折率調整層と、を具備し、前記導光板は、前記一対の主面の一方の主面は、複数のプリズムを有しており、前記プリズムのそれぞれは、前記端面から相対的に近い比較的緩やかな第1の面と、前記端面から相対的に遠い比較的急な第2の面と、前記第1の面と前記第2の面との間に位置する第3の面とを有し、前記第2の面と前記第3の面との間のなす角が鋭角であるので、第3の面から液晶表示パネルに向けた光と液晶表示パネルから第3の面に向けた光の両方に対して反射を抑えることができ、コントラストを向上させることができる。 According to the present invention, a light guide plate having a pair of main surfaces facing each other and an end surface for receiving light from a light source, a light source disposed in the vicinity of the end surface of the light guide plate, and the prism of the light guide plate A liquid crystal display panel disposed so as to face the main surface, and a refractive index adjustment layer sandwiched between the liquid crystal display panel and the light guide plate, wherein the light guide plate includes the pair of main surfaces. One main surface of the surface has a plurality of prisms, and each of the prisms has a relatively gentle first surface relatively near to the end surface and a relatively steep surface relatively far from the end surface. An angle formed between the second surface and the third surface, the second surface and a third surface located between the first surface and the second surface. Because of the acute angle, light directed from the third surface toward the liquid crystal display panel and directed from the liquid crystal display panel toward the third surface Reflection can be suppressed for both light, thereby improving the contrast.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係るフロントライトを備えた液晶表示装置の構成を示す斜視図であり、図2は、図1に示す液晶表示装置の断面図である。図1に示す液晶表示装置は、面発光装置であるフロントライト10と、その背面側(図1において下面側)に配置された液晶表示パネル20とから主に構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a liquid crystal display device including a front light according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device shown in FIG. The liquid crystal display device shown in FIG. 1 mainly includes a
フロントライト10は、図1に示すように、互いに対向する一対の主面12b,12cを有する略平板状の透明の導光板12と、その端面12aに沿って配設された長尺状のバー導光体13と、このバー導光体13の端面近傍に配置された発光素子であるLED13aと、から主に構成されている。すなわち、本実施の形態に係るフロントライト10では、LED13aとバー導光体13とで光源を構成し、導光板12の端面12aが導光板の光入射面を構成している。
As shown in FIG. 1, the
フロントライト10の導光板12は、図2に示すように、液晶表示パネル20の表示領域上に配置され、LED13aからの光が光出射面12bから液晶表示パネル20に出射する。導光板12は、透明樹脂材料、例えばアクリル樹脂、ノルボルネン系樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂などで構成されている。
As shown in FIG. 2, the
導光板12の液晶表示パネル20側の主面(図2において下側の主面、光出射面)12bには、図2に示すように、複数のプリズム14が形成されている。個々のプリズム14は、端面12aから相対的に近い比較的緩やかな第1の面(緩斜面)と、端面12aから相対的に遠い比較的急な第2の面(急斜面)と、第1の面と第2の面との間に位置する第3の面(平坦面)とを有し、第2の面と第3の面との間のなす角が鋭角である。したがって、複数のプリズム14は、図1に示すように、互いに平行なストライプ状に位置し、図2に示すように、断面略鋸刃状になっている。
As shown in FIG. 2, a plurality of
液晶表示パネル20は、互いに対向して配置された上基板21と下基板22とを備え、上基板21と下基板22との間には液晶層23が挟持されている。この液晶層23は、上基板21及び下基板22の内側の周縁部に沿って設けられたシール材24により封止されている。上基板21の内側(下基板22側)の主面上には、液晶制御層26が形成されており、下基板22の内側(上基板21側)の主面上には、フロントライト10の光や外光を反射するための反射層27が形成されている。この反射層27上には、液晶制御層28が形成されている。
The liquid
液晶制御層26,28は、液晶層23を駆動制御するための電極、配向膜、及び電極をスイッチングするための半導体素子などを含む。また、必要に応じてカラー表示のためのカラーフィルタを含む。反射層27は、液晶表示パネル20に入射した外光やフロントライト10の光を反射するために、高反射率を有するアルミニウムや銀などの金属で構成された反射薄膜を含む。また、反射層27は、特定の方向で反射光が強くなり液晶表示装置の視認性が低下することを防止するために、光散乱手段を備えていることが好ましい。この光散乱手段としては、反射薄膜に凹凸形状に形成したものや、樹脂マトリクス中に、この樹脂マトリクス材料と異なる屈折率を有する樹脂材料で構成されたビーズを分散させてなる散乱膜などを用いることができる。
The liquid crystal control layers 26 and 28 include an electrode for driving and controlling the
本実施の形態では、液晶表示パネル20は、反射型の液晶表示パネルである。図1において、液晶表示パネル20の破線で示す矩形状の領域20Dが表示領域である。表示領域20Dには、多数の画素がマトリクス状に形成されている。この表示領域20D上にフロントライト10の導光板12が屈折率調整層15を介して配置されている。このとき、フロントライト10は、導光板12の光出射面12b(プリズム14を有する面)が液晶表示パネル20と対向するようにして配置される。したがって、屈折率調整層15が、液晶表示パネル20とプリズム14の平坦面(第3の面)との間に介在している。
In the present embodiment, the liquid
図3は、図2に示すフロントライトの導光状態を説明するための部分断面図である。図3に示すように、光出射面12bに形成されたプリズム14は、上述したように光出射面12bの水平基準面zに対して傾斜して形成された一対の斜面により構成されており、端面12aから相対的に近い緩斜面14aと、端面12aから相対的に遠い急斜面14bと、緩斜面14aと急斜面14bとの間に位置する平坦面14cとを有し、急斜面14bと平坦面14cとの間のなす角(傾斜角)θ2が鋭角である。また、緩斜面14aは、光出射面12bの水平基準面zに対して傾斜角θ1で形成されている。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view for explaining a light guide state of the front light shown in FIG. As shown in FIG. 3, the
本発明においては、前記なす角θ2は、端面12aから入射した光が急斜面14bで反射し、その反射光が平坦面14cから外界に出射するような角度であることが好ましい。例えば、急斜面14bの傾斜角θ2は、40°以上60°以下の範囲であることが好ましい。また、緩斜面14aの傾斜角θ1は、水平基準面zに対して0.5°以上5°以下の範囲であることが好ましい。また、プリズム14のピッチP(プリズム14の頂部Xの間隔又は頂部Yの間隔)は、導光板の光出射面12b内で一定であり、プリズム14の高さh(水平基準面zとプリズム14の頂部Yとの間の距離)は、光出射面12b内で光源から離れるにしたがって大きくなるように変化する。なお、プリズム14のピッチPは、必ずしも光出射面12b内で一定である必要はなく、光出射面12b内で適宜変更しても良い。また、プリズム14の高さhは、必ずしも光出射面12b内で変化する必要はなく、光出射面12b内で一定であっても良い。また、光出射面12b内でそれぞれのプリズム14の傾斜角θ1及びθ2を適宜変更しても良い。
In the present invention, the angle θ 2 is preferably an angle at which light incident from the
なお、本発明者らは、本出願人の出願である特願2004−150286号において、上記のように急斜面14bの傾斜角の最適化によりフロントライト10の照明光量を増加させ得ることを検証している。この内容はすべてここに含めておく。
In addition, in the Japanese Patent Application No. 2004-150286 filed by the present applicant, the present inventors verified that the amount of illumination of the front light 10 can be increased by optimizing the inclination angle of the
本発明においては、図4に示すように、導光板12と液晶表示パネル20の上基板21との間に屈折率調整層15が挟持されている。より詳細には、光出射面12bのプリズム14の平坦面14cと上基板21との間に屈折率調整層15が介在している。したがって、緩斜面14aと急斜面14bとで構成される空気層16には、屈折率調整層15が基本的にない状態となる。このため、平坦面14cのみから屈折率調整層15を介して液晶表示パネル20に光が出射される。空気層16の領域では、緩斜面14aと空気層16との間の界面又は急斜面14bと空気層16との間の界面が存在するので、導光板12を伝搬する光が導光板12から出射されず、導光板12内のより光源から離れた位置まで光を伝搬させることが可能となる。このように、本構成によれば、プリズム14に平坦面14c及び空気層16が存在するので、光出射面12bを構成することができると共に、液晶表示パネル20と導光板12との間に屈折率調整層15を介在させても導光板12内のより光源から離れた位置まで光を伝搬させることができる。
In the present invention, as shown in FIG. 4, the refractive
ここで、屈折率調整層15を構成する材料としては特に制限はないが、導光板12を構成する材料、例えば上述した透明樹脂材料及び/又は液晶表示パネルを構成する材料、例えば偏光板との間の屈折率差が0.1以下である材料が好ましい。このような材料としては、シリコーン樹脂やアクリル系樹脂などを挙げることができる。このような材料によれば、導光板12の平坦面14cで大きく屈折することなく上基板21の表面に略垂直な状態で液晶表示パネル20に光を出射することができる。
Here, although there is no restriction | limiting in particular as a material which comprises the refractive
また、屈折率の関係においては、導光板12を構成する材料の屈折率と屈折率調整層15の屈折率との間の差が導光板12を構成する材料の屈折率と空気の屈折率との間の差よりも絶対値として小さく、液晶表示パネル20を構成する材料の屈折率と屈折率調整層15の屈折率との間の差が液晶表示パネル20を構成する材料の屈折率と空気の屈折率との間の差よりも絶対値として小さいことが好ましい。なお、液晶表示パネルを構成する材料としては、液晶表示パネルのガラス基板上に配置される偏光板などの光学素子の材料を含む。
In addition, regarding the relationship between the refractive indexes, the difference between the refractive index of the material constituting the
また、屈折率調整層15の厚さは、製品の耐衝撃性などを考慮すると、0.2mm〜4mmであることが好ましい。さらに、屈折率調整層15の形成方法としては、屈折率調整層15を構成する材料によるが、例えば液晶表示パネル20上に充填剤を塗布、印刷し、その上に導光板12を配置して充填剤を硬化する方法、充填剤で構成されたシートやフィルムを液晶表示パネル20と導光板12との間に挟み込み加熱や加圧する方法などを挙げることができる。
The thickness of the refractive
上記構成を有する液晶表示装置においては、観察者はこの導光板12を通して液晶表示パネル20の表示を視認できるようになっている。また、外光が得られない暗い所では、フロントライト10のLED13aを点灯させる。このLED13aから出射された光は、バー導光体13を介して導光板12の端面12aから導光板12の内部へ導入し、導光板12の内部を伝搬して、その光を導光板12の光出射面(図中の下面)12bから液晶表示パネル20へ向けて出射する。このように液晶表示パネル20を照明することにより、暗い所でも観察者が導光板12を通して液晶表示パネル20の表示を視認できるようになっている。
In the liquid crystal display device having the above configuration, an observer can visually recognize the display on the liquid
フロントライト10のLED13aを点灯させる場合、具体的には、図4に示すように、導光板12の内部を伝搬した光(矢印A)が急斜面14bで反射し、その反射光(矢印B)が平坦面14cに向う。矢印Aで示す光は、急斜面14bで急斜面14bの法線(一点鎖線)に対して45°を越える角度で入射する。これにより、急斜面14bに入射した光(矢印A)が急斜面14bを透過することを最大限防止することが可能になる。その結果、急斜面14bで反射する光量が増加して、フロントライト10の輝度が向上する。急斜面14bで反射した光は、平坦面14cに対して略直角で平坦面14cに達する。平坦面14cは屈折率調整層15と接しているので、平坦面14cに達した光は、屈折率調整層15を介して液晶表示パネル20の上基板21に入射する。
When the
このように、本実施の形態のフロントライト10は、光を効率良く液晶表示パネル20に向けることができ、観察者に光を効率良く供給することができる。特に、本実施の形態のフロントライト10における導光板12は、プリズム14を有する光出射面12bが液晶表示パネル20と対向し、上述したように光出射面12bから出射した光が直接液晶表示パネル20に供給されるので、導光板12から光量のロスなく液晶表示パネル20に光を供給することができる。
Thus, the
また、導光板12の内部を伝搬した光は、プリズム14の平坦面14cのみから屈折率調整層15を介して液晶表示パネル20に光が出射され、空気層16の領域では、緩斜面14aと空気層16との間の界面又は急斜面14bと空気層16との間の界面が存在するので、導光板12を伝搬する光が導光板12から出射されない。このため、導光板12の内部を伝搬する光を液晶表示パネル20に出射すると共に、導光板12内のより光源から離れた位置まで光を伝搬させることができる。
The light propagating through the
また、屈折率調整層15の存在により反射防止効果が発揮されるので、平坦面14cから液晶表示パネル20に向けた光と液晶表示パネル20から平坦面14cに向けた光の両方に対して反射を抑えることができる。これにより、コントラストを向上させることが可能となる。
In addition, since the antireflection effect is exhibited by the presence of the refractive
さらに、プリズム14を有する光出射面12bが液晶表示パネル20と対向しており、導光板12のプリズム14を有する光出射面12bとは反対の主面12cが平坦面である。このため、図5に示すような導光板12のプリズム14を保護するカバーが不要となると共に、導光板12の主面12c上に必要に応じて光学素子を容易に配置することが可能となる。また、フロントライト10に外力が印加された場合でも、屈折率調整層15が外力を吸収するので、液晶表示装置にかかる負荷を軽減することも可能となる。
Further, the
次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
透明樹脂材料としてノルボルネン系耐熱透明樹脂、アートン(JSR社製、商品名)を用いて射出成形を行って導光板基材を作製した。得られた導光板基材は、図2に示すように、一方の主面(光出射面)12bに複数のプリズム14を有し、他方の主面12cが平坦面である。また、この複数のプリズム14は、端面12aから相対的に近い比較的緩やかな緩斜面14aと、端面12aから相対的に遠い比較的急な急斜面14bと、緩斜面と急斜面との間に位置する平坦面14cとを有し、急斜面14bと平坦面14cとの間のなす角が鋭角である。なお、アートンの屈折率は1.52である。
Next, examples performed for clarifying the effects of the present invention will be described.
A light guide plate substrate was prepared by injection molding using a norbornene-based heat-resistant transparent resin, Arton (trade name, manufactured by JSR) as a transparent resin material. As shown in FIG. 2, the obtained light guide plate substrate has a plurality of
次いで、液晶表示パネルの表面上に偏光板として屈折率1.49のトリアセチルセルロース層を設けた後、得られた導光板基材の光出射面と液晶表示パネルとの間に、屈折率調整層として屈折率1.42のシリコーン樹脂層を介在させて、図2に示すようにして液晶表示パネル上に導光板基材を配置して実施例1の液晶表示装置を構成した。したがって、シリコーン樹脂は、導光板を構成する材料(アートン)及び液晶表示パネルを構成する材料(トリアセチルセルロース)との間の屈折率差が0.1以下である材料であることが分かる。 Next, after providing a triacetyl cellulose layer having a refractive index of 1.49 as a polarizing plate on the surface of the liquid crystal display panel, the refractive index is adjusted between the light exit surface of the obtained light guide plate substrate and the liquid crystal display panel. A silicone resin layer having a refractive index of 1.42 was interposed as a layer, and a light guide plate base material was disposed on the liquid crystal display panel as shown in FIG. Therefore, it can be seen that the silicone resin is a material having a refractive index difference of 0.1 or less between the material constituting the light guide plate (Arton) and the material constituting the liquid crystal display panel (triacetyl cellulose).
また、上記と同様にして、図2に示す構成の導光板基材を作製した。液晶表示パネル液晶表示パネルの表面上に偏光板として屈折率1.49のトリアセチルセルロース層を設けた後、そのトリアセチルセルロース層上に屈折率1.49の紫外線硬化樹脂、フォトレック(積水ファインケミカル社製、商品名)をスピンコート法により厚さ3μmで塗布した。そして、導光板基材の平坦面12c側から照射エネルギー4.5J/cm2の紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させた。得られた導光板基材の光出射面と液晶表示パネルとの間に、屈折率調整層として屈折率1.42のシリコーン樹脂層を介在させて、図2に示すようにして液晶表示パネル上に導光板基材を配置して実施例2の液晶表示装置を構成した。したがって、シリコーン樹脂は、導光板を構成する材料(アートン)及び液晶表示パネルを構成する材料(紫外線硬化樹脂)との間の屈折率差が0.1以下である材料であることが分かる。
Further, in the same manner as described above, a light guide plate substrate having the configuration shown in FIG. 2 was produced. Liquid crystal display panel After a triacetyl cellulose layer having a refractive index of 1.49 is provided as a polarizing plate on the surface of the liquid crystal display panel, an ultraviolet curable resin having a refractive index of 1.49, Photolek (Sekisui Fine Chemical) is formed on the triacetyl cellulose layer. Co., Ltd., trade name) was applied at a thickness of 3 μm by spin coating. And the ultraviolet curable resin was hardened by irradiating the ultraviolet-ray of irradiation energy 4.5J / cm < 2 > from the
また、上記と同様にして、図2に示す構成の導光板基材を作製し、この導光板基材の光出射面(プリズム形成面)上に蒸着法により、反射防止材料としてSiO2、TiO2を厚さ0.5μmで被着して反射防止膜を形成した。得られた導光板基材を、図2に示すようにして液晶表示パネル上に配置して比較例1の液晶表示装置を構成した。 Further, in the same manner as described above, a light guide plate base material having the structure shown in FIG. 2 is manufactured, and SiO 2 and TiO are used as antireflection materials by vapor deposition on the light emission surface (prism formation surface) of the light guide plate base material. 2 was deposited to a thickness of 0.5 μm to form an antireflection film. The obtained light guide plate substrate was placed on a liquid crystal display panel as shown in FIG. 2 to constitute a liquid crystal display device of Comparative Example 1.
また、上記と同様にして、図5に示す構成の導光板基材を作製した。次いで、液晶表示パネルの表面上に偏光板として屈折率1.49のトリアセチルセルロース層を設けた後、得られた導光板基材の光出射面(プリズム形成面と反対側の面)と液晶表示パネルとの間に、屈折率調整層として屈折率1.42のシリコーン樹脂層を介在させて、図5に示すようにして液晶表示パネル上に導光板基材を配置して比較例2の液晶表示装置を構成した。 Further, in the same manner as described above, a light guide plate substrate having the configuration shown in FIG. 5 was produced. Next, after providing a triacetyl cellulose layer having a refractive index of 1.49 as a polarizing plate on the surface of the liquid crystal display panel, the light emitting surface (surface opposite to the prism forming surface) of the obtained light guide plate substrate and the liquid crystal In the comparative example 2, a silicone resin layer having a refractive index of 1.42 is interposed as a refractive index adjusting layer between the display panel and a light guide plate substrate is disposed on the liquid crystal display panel as shown in FIG. A liquid crystal display device was constructed.
これらの液晶表示装置において照明を点灯して輝度、輝度均一性及び表示のコントラストを測定した。輝度は、液晶表示パネルの白表示の際の中央部の輝度により求め、輝度均一性は、液晶表示パネルの白表示における液晶表示パネル面内25ポイントの最小輝度と最大輝度との間の比により求め、コントラストは、液晶表示パネルの白表示及び黒表示のそれぞれの輝度を測定し、その輝度比により求めた。なお、輝度計としては、BM−5(トプコン社製、商品名)を用いた。それらの結果を下記表1に示す。 In these liquid crystal display devices, lighting was turned on to measure luminance, luminance uniformity, and display contrast. The brightness is obtained from the brightness at the center of the liquid crystal display panel when displaying white, and the brightness uniformity is determined by the ratio between the minimum brightness and the maximum brightness of 25 points in the liquid crystal display panel surface in the white display of the liquid crystal display panel The obtained contrast was obtained by measuring the luminance of each of the white display and the black display of the liquid crystal display panel and calculating the luminance ratio. In addition, as a luminance meter, BM-5 (Topcon company make, brand name) was used. The results are shown in Table 1 below.
表1から分かるように、本発明の液晶表示装置(実施例1,2)は、蒸着で反射防止膜を形成した比較例1と輝度及び輝度均一性でほぼ同等であり、コントラストは比較例1よりも優れていた。また、本発明の液晶表示装置(実施例1,2)は、従来構成の比較例2よりも輝度及び輝度均一性でかなり優れている。これは、比較例2の構成であると、光が導光板中を光源から離れた端部まで十分に伝搬せずに液晶表示パネルに出射されてしまうためであると考えられる。 As can be seen from Table 1, the liquid crystal display devices (Examples 1 and 2) of the present invention are substantially equivalent in luminance and luminance uniformity to Comparative Example 1 in which an antireflection film is formed by vapor deposition, and the contrast is Comparative Example 1. Was better than. Further, the liquid crystal display devices (Examples 1 and 2) of the present invention are considerably superior in luminance and luminance uniformity as compared with the comparative example 2 of the conventional configuration. This is considered to be because light is emitted to the liquid crystal display panel without sufficiently propagating through the light guide plate to the end away from the light source in the configuration of Comparative Example 2.
このように本発明の液晶表示装置は、輝度、輝度均一性及びコントラストに優れ、しかも液晶表示パネル側にも導光板側にも反射防止構造が不要であるので、コスト低減を実現することも可能となる。 As described above, the liquid crystal display device of the present invention is excellent in luminance, luminance uniformity, and contrast, and further, an antireflection structure is not required on the liquid crystal display panel side or the light guide plate side, so that the cost can be reduced. It becomes.
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態において、導光板のような光学部品は、板状体に限定されず、適宜フィルム状体、シート状体に変更して実施しても良い。また、上記実施の形態においては、光源が発光素子であるLEDとバー導光体とで構成されている場合について説明しているが、本発明においては光源がLEDとバー導光体以外のもので構成されていても良い。また、上記実施の形態においては、液晶表示装置が反射型液晶表示装置である場合について説明しているが、本発明は半透過型液晶表示装置にも同様に適用することができる。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be implemented with various modifications. For example, in the said embodiment, optical components like a light-guide plate are not limited to a plate-shaped body, You may implement by changing into a film-form body and a sheet-like body suitably. Moreover, in the said embodiment, although the case where the light source is comprised by LED and bar light guide which are light emitting elements is demonstrated, in this invention, a light source is other than LED and bar light guide It may consist of. Moreover, although the case where the liquid crystal display device is a reflective liquid crystal display device has been described in the above embodiment, the present invention can be similarly applied to a transflective liquid crystal display device. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.
10 フロントライト
12 導光板
12a 端面
12b 光出射面
12c 主面
13 バー導光体
13a LED
14 プリズム
14a 緩斜面
14b 急斜面
14c 平坦面
15 屈折率調整層
16 空気層
20 液晶表示パネル
21 上基板
22 下基板
23 液晶層
24 シール材
26,28 液晶制御層
27 反射層
DESCRIPTION OF
14
Claims (6)
前記導光板の前記一対の主面のうち前記液晶表示パネルと対向する一方の主面は、複数のプリズムを有しており、前記プリズムのそれぞれは、前記端面から相対的に近く前記光出射面の水平基準面に対して比較的緩やかに傾斜した第1の面と、前記端面から相対的に遠く前記光出射面の水平基準面に対して比較的急に傾斜した第2の面と、前記第1の面と前記第2の面との間に位置し前記光出射面の水平基準面に対して平坦な第3の面とで構成され、前記第1の面と前記水平基準面との間のなす角が0.5°以上5°以下、前記第2の面と前記第3の面との間のなす角が40°以上60°以下であることを特徴とする液晶表示装置。 A light guide plate having a pair of main surfaces opposed to each other, an end surface that receives light from the light source, and a light output surface that emits light, a light source disposed in the vicinity of the end surface of the light guide plate, and the light guide plate A liquid crystal display panel disposed so as to face one main surface of the pair of main surfaces, and a refractive index adjustment layer sandwiched between the liquid crystal display panel and the light guide plate,
One main surface facing the liquid crystal display panel of the pair of main surfaces of the light guide plate has a plurality of prisms, each of the prism, relatively near rather the light emitted from the end face a first surface which is relatively gently inclined relative to the horizontal reference plane of the surface, a second surface which is relatively steeply inclined to the horizontal reference plane of the relatively far rather the light emitting surface from the end face and A third surface that is located between the first surface and the second surface and is flat with respect to a horizontal reference surface of the light exit surface , the first surface and the horizontal reference surface The angle between the second surface and the third surface is 40 ° to 60 °, and the liquid crystal display device is characterized in that the angle between the second surface and the third surface is 40 ° to 60 °. .
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