JP2003066445A

JP2003066445A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2003066445A
Application number: JP2001251284A
Authority: JP
Inventors: Seiji Umemoto; 清司梅本; Yuuki Nakano; 勇樹中野; Riyouji Kinoshita; 亮児木下; Ichiro Amino; 一郎網野; Toshihiko Ariyoshi; 俊彦有吉
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2001-08-22
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2003-03-05
Anticipated expiration: 2021-08-22
Also published as: JP4814452B2

Abstract

(57)【要約】【課題】サイドライト型導光板では達成が困難な薄型軽
量化を実現でき、表示品位も良好な半透過反射層具備の
外光・照明両用型の液晶表示装置の開発。【解決手段】透明基板（１０、２０）にその基板よりも
低屈折率の透明層（１４、２４）及び光を透過しかつ反
射する半透過反射層（１１）又は透明電極（２１）を少
なくとも有する背面側と視認側の基板とを用いた液晶セ
ルを少なくとも具備する液晶表示パネル（１）における
２以上の側面に照明装置（５）を有し、かつ前記背面側
基板と視認側基板の外側にその基板の基準平面に対する
傾斜角が３５〜４８度の光路変換斜面（Ａ１、Ｂ１）の
複数を有すると共に、前記最寄りの低屈折率の透明層よ
りも屈折率が高い光路制御層（４、４１）を設けてな
り、前記の照明装置が背面側と視認側の各基板の側面で
あって、かつ液晶表示パネルの異なる側面に少なくとも
配置されてなる液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、薄型軽量化が容易な表示
品位に優れる外光・照明両用型の液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【発明の背景】ハーフミラー等の半透過反射層を内蔵す
る外光・照明両用型の液晶表示装置が携帯パソコンや携
帯電話等の携帯型機器などとして広く普及している。斯
かる携帯型機器では、その携帯性を更に高めるため小型
化や薄型化等による軽量化が強く求められている。しか
しながら照明モードでの視認を可能とするバックライト
に例え従来では薄さに優れるサイドライト式導光板を用
いても、その厚さが普通２mm以上の厚さとなり、装置全
体の薄型軽量化がほぼ限界となっている実状である。

【０００３】前記に鑑みて、光出射手段を具備する光学
フィルムを液晶セルの視認側表面に設けてなる液晶表示
パネルの側面より光を入射させ、パネル内の伝送光を前
記の光出射手段を介し反射させてパネルを照明するよう
にした外光・照明両用式の反射型液晶表示装置が提案さ
れている（特開２０００−１４７４９９号公報）。これ
はサイドライト型導光板よりも遙かに薄い光学フィルム
にて液晶表示パネルの照明システムを実現してその薄型
軽量化を達成したものである。

【０００４】しかしながら、最近のセル基板の薄型化に
伴いパネル側面からの光の入射効率が著しく低下し、表
示輝度に乏しい問題点があった。またセル基板の厚さに
対して、側面方向の光の伝送距離が長い場合、すなわち
面積が相対的に大きい場合、輝度分布を均一化させるこ
とが難しい問題点もあった。斯かる問題は、半透過反射
層を内蔵する外光・照明両用型の液晶表示装置の場合も
同様である。

【０００５】

【発明の技術的課題】本発明は、サイドライト型導光板
では達成が困難な薄型軽量化を実現でき、表示輝度やそ
の均一性に優れて表示品位も良好な半透過反射層具備の
外光・照明両用型の液晶表示装置の開発を課題とする。

【０００６】

【課題の解決手段】本発明は、透明基板にその基板より
も低屈折率の透明層及び光を透過しかつ反射する半透過
反射層を少なくとも有する背面側基板と、透明基板にそ
の基板よりも低屈折率の透明層及び透明電極を少なくと
も有する視認側基板とを、それらの電極側を対向させて
配置した間に液晶を挟持してなる液晶セルを少なくとも
具備する液晶表示パネルにおける２以上の側面に照明装
置を有し、かつ前記背面側基板と視認側基板の外側にそ
の基板の基準平面に対する傾斜角が３５〜４８度の光路
変換斜面の複数を有すると共に、前記最寄りの低屈折率
の透明層よりも屈折率が高い光路制御層を設けてなり、
前記の照明装置が背面側と視認側の各基板の側面であっ
て、かつ液晶表示パネルの異なる側面に少なくとも配置
されてなることを特徴とする液晶表示装置を提供するも
のである。

【０００７】

【発明の効果】本発明によれば、照明装置の側面配置と
薄さに優れる光路制御層にてバックライト機構を形成で
き、視認側と背面側の両セル基板を利用してパネル側面
に配置した照明装置からの入射光を対向の側面方向に効
率よく伝送しつつ、その伝送光を視認側と背面側に配置
の光路制御層を介し液晶表示パネルの視認側に効率よく
光路変換して照明モードの液晶表示に利用でき、また半
透過反射層を介し外光モードでの液晶表示も達成でき
て、薄さと軽量性に優れると共に、明るくてその均一性
に優れ、表示品位に優れる外光・照明両用型の液晶表示
装置を得ることができる。

【０００８】前記は、視認側と背面側の両方のセル基板
に設けた低屈折率の透明層、斜面反射式の光路制御層、
及び半透過反射層を用いたことによる。すなわち低屈折
率の透明層に基づく全反射による閉じ込め効果でパネル
側面からの入射光を対向の側面方向に効率よく伝送でき
て、画面全体での明るさの均一性が向上し良好な表示品
位が達成される。低屈折率の透明層がないと後方への伝
送効率に乏しくて照明装置から遠離るほど画面が暗くな
り見づらい表示となる。

【０００９】一方、光路制御層によりその光路変換斜面
を介し側面からの入射光ないしその伝送光を反射させて
指向性よく光路変換でき、薄型化も達成することができ
る。粗面等を介した散乱反射方式では前記指向性の達成
は困難である。また光路制御層と液晶表示パネルとを組
合せたことにより、従来のサイドライト式導光板では達
成が困難な極めて薄い光出射手段とすることができる。
ちなみに２００μm以下、就中１００μm以下の光路制御
層の形成も可能である。

【００１０】他方、半透過反射層の使用により、その透
過率と反射率をバランスさせて照明モードと外光モード
の両方において明るさに優れる液晶表示を達成すること
ができる。

【００１１】

【発明の実施形態】本発明による液晶表示装置は、透明
基板にその基板よりも低屈折率の透明層及び光を透過し
かつ反射する半透過反射層を少なくとも有する背面側基
板と、透明基板にその基板よりも低屈折率の透明層及び
透明電極を少なくとも有する視認側基板とを、それらの
電極側を対向させて配置した間に液晶を挟持してなる液
晶セルを少なくとも具備する液晶表示パネルにおける２
以上の側面に照明装置を有し、かつ前記背面側基板と視
認側基板の外側にその基板の基準平面に対する傾斜角が
３５〜４８度の光路変換斜面の複数を有すると共に、前
記最寄りの低屈折率の透明層よりも屈折率が高い光路制
御層を設けてなり、前記の照明装置が背面側と視認側の
各基板の側面であって、かつ液晶表示パネルの異なる側
面に少なくとも配置されてなるものである。

【００１２】前記した液晶表示装置の例を図１に示し
た。１が液晶表示パネル、４、４１が光路制御層で、Ａ
１、Ｂ１が光路変換斜面、１０が背面側の透明基板で、
１１が電極を兼ねることもある半透過反射層、１４が低
屈折率の透明層、２０が視認側の透明基板で、２１が透
明電極、２４が低屈折率の透明層、３０が液晶、５、５
２が照明装置である。なお１２、２２は配向膜、１５、
２５は偏光板、１６、２６は位相差板、２３はカラーフ
ィルタ、６は光反射層である。

【００１３】液晶表示パネル１としては、図例の如く透
明基板１０にその基板よりも低屈折率の透明層１４及び
光を透過しかつ反射する半透過反射層１１を少なくとも
有する背面側基板（１０）と、透明基板２０にその基板
よりも低屈折率の透明層２４、及び透明電極２１を少な
くとも有する視認側基板（２０）とを、それらの電極１
１、２１の側を対向させて配置した間に液晶３０を挟持
してなる液晶セルを少なくとも具備して、背面側からの
入射光を液晶等による制御を介し表示光として他方の視
認側より出射する適宜なものを用いることができ、その
種類について特に限定はない。なお図中の３１は、透明
基板１０、２０の間に液晶３０を封入するためのシール
材である。

【００１４】ちなみに前記した液晶セルの具体例として
は、液晶の配向形態に基づいてＴＮ液晶セルやＳＴＮ液
晶セル、垂直配向セルやＨＡＮセル、ＯＣＢセルの如き
ツイスト系や非ツイスト系、ゲストホスト系や強誘電性
液晶系のもの、光拡散を利用したものなどがあげられ、
液晶の駆動方式も例えばアクティブマトリクス方式やパ
ッシブマトリクス方式などの適宜なものであってよい。

【００１５】視認側や背面側のセル基板には照明光や表
示光の透過を可能とするため透明基板が用いられる。そ
の透明基板は、ガラスや樹脂などの適宜な材料で形成で
き就中、複屈折を可及的に抑制して光損失を低減する点
などより光学的に等方性の材料からなるものが好まし
い。また輝度や表示品位の向上等の点より青ガラス板に
対する無アルカリガラス板の如く無色透明性に優れるも
のが好ましく、さらに軽量性等の点よりは樹脂基板が好
ましい。

【００１６】背面側及び視認側の両基板に設ける低屈折
率の透明層は、表示画面全体における明るさの均一性の
向上を目的とする。すなわち背面側又は視認側の基板を
形成する透明基板よりも屈折率の低い層を設けること
で、図１に折れ線矢印β１、β２として示した如く、照
明装置５、５２からの入射光が背面側基板１０又は視認
側基板２０の内部を伝送される際に、その伝送光を背面
側基板１０と透明層１４、又は視認側基板２０と透明層
２４との屈折率差を介し全反射させて背面側又は視認側
の基板内に効率よく閉じ込める。

【００１７】前記の結果、伝送光を対向の側面側（後
方）に効率よく伝送して、照明装置から遠い位置におけ
る光路制御層４、４１の光路変換斜面Ａ１、Ｂ１にも伝
送光を均等性よく供給し、その斜面による反射を介し折
れ線矢印α１、α２として示した如く光路変換して表示
画面全体における明るさの均一性を向上させる。

【００１８】また低屈折率の透明層は、前記の伝送光が
液晶層に入射して複屈折や散乱を受け、それにより伝送
状態が部分的に変化して伝送光が減少したり不均一化す
ることを防止して表示が暗くなることや、照明装置近傍
での表示が後方においてゴースト化して表示品位を低下
させることの防止なども目的とする。

【００１９】さらに低屈折率の透明層は、カラーフィル
タ等を配置した場合にそれによる伝送光の吸収による急
激な減衰を防止して伝送光の減少を回避することも目的
とする。照明装置からの入射光が液晶層内を伝送される
ものでは液晶層で伝送光が散乱されて不均一な伝送状態
となり、出射光の不均一化やゴーストを生じて表示像が
見ずらくなりやすい。

【００２０】低屈折率の透明層は、背面側又は視認側の
基板を形成する透明基板よりも屈折率の低い例えば無機
系や有機系の低屈折率誘電体の如き適宜な材料を用いて
真空蒸着方式やスピンコート方式などの適宜な方式で形
成することができ、その材料や形成方法について特に限
定はない。前記した全反射による後方への伝送効率等の
点より透明層と透明基板の屈折率差は、大きいほど有利
であり、就中０．０５以上、特に０．１〜０．４である
ことが好ましい。

【００２１】前記程度の屈折率差では外光モードによる
表示品位に殆ど影響しない。ちなみに当該屈折率差が
０．１の場合、その界面での外光の反射率は０．１％以
下であり、その反射損による明るさやコントラストの低
下は極めて小さいものである。

【００２２】低屈折率の透明層の配置位置は適宜に決定
しうるが、前記した伝送光の閉じ込め効果や液晶層への
浸入防止などの点より、図例の如く透明基板１０、２０
と半透過反射層１１又は透明電極２１の間に位置させる
ことが好ましい。また透明基板１０、２０と半透過反射
層１１又は透明電極２１の間にカラーフィルタ２３を配
置する場合には、カラーフィルタによる伝送光の吸収損
を防止する点より、そのカラーフィルタよりも基板１
０、２０側に位置させることが好ましい。従って通例、
低屈折率の透明層１４、２４は背面側の透明基板１０又
は視認側の透明基板２０に直接設けられる。

【００２３】前記の場合、基板における透明層の付設面
は平滑なほど、よって透明層は平滑なほど伝送光の散乱
防止に有利で好ましく、また表示光への影響防止の点よ
りも好ましい。なお前記の点より通例の場合、図１の例
の如くカラーフィルタ２３は、視認側基板２０の側に位
置させることが好ましい。

【００２４】低屈折率の透明層の厚さは、薄すぎると波
動のしみだし現象で上記した閉じ込め効果に薄れる場合
があることより、全反射効果の維持の点より厚いほど有
利である。その厚さは全反射効果等の点より適宜に決定
しうる。一般には波長３８０〜７８０nmの可視光に対す
る、特に短波長側の波長３８０nmの光に対する全反射効
果等の点より、屈折率×層厚で算出される光路長に基づ
いて１／４波長（９５nm）以上、就中１／２波長（１９
０nm）以上、特に１波長（３８０nm）以上の厚さである
ことが好ましく、さらには６００nm以上の厚さであるこ
とが好ましい。

【００２５】背面側や視認側のセル基板１０、２０の厚
さについては、特に限定はなく液晶の封入強度などに応
じて適宜に決定しうる。一般には照明装置からの入射光
の伝送基板としての入射効率や伝送効率等と薄型軽量性
とのバランスなどの点より、１０μm〜５mm、就中５０
μm〜２mm、特に１００μm〜１mmの厚さとされる。

【００２６】背面側と視認側の透明基板の厚さは、同じ
であってもよいし、相違していてもよい。なお透明基板
は同厚板であってもよいし、光路制御層の傾斜配置によ
る光路変換斜面への伝送光の入射効率の向上を目的に、
横断面楔形の如く厚さが部分的に相違するものであって
もよい。

【００２７】また背面側と視認側の透明基板は、平面寸
法が同じであってもよいし、相違していてもよい。背面
側及び視認側の基板を照明装置からの入射光の伝送基板
として用いる点よりは、図例の如く照明装置５、５２を
配置する側の側面において、背面側基板１０（又は視認
側基板２０）が形成する側面よりも視認側基板（又は背
面側基板）の形成する側面が突出する状態にあること
が、その突出側面に照明装置を配置した場合の入射効率
等の点より好ましい。

【００２８】背面側の透明基板に設ける半透過反射層
は、図１の例の如く照明モード時の背面側からのバック
ライト光α２を透過させ、かつ視認側からのフロントラ
イト光α１を反射させると共に、外光モード時に入射外
光を反射させることを目的とする。これにより外光・照
明両用型の液晶表示装置を実現することができる。

【００２９】半透過反射層は、例えばハーフミラーや開
口を設けた反射層の如く、光を透過し、かつ反射する適
宜な層として形成することができる。就中、ハーフミラ
ーの如き金属薄膜や、開口を設けた金属層が液晶セル内
での機能維持性などの点より好ましい。

【００３０】半透過反射層における光の透過率と反射率
の割合は、照明モード時と外光モード時の明るさのバラ
ンスなどにより適宜に決定することができる。一般には
透過率に基づいて５〜９５％、就中１５〜８５％、特に
２５〜７５％とされる。ちなみに前記したハーフミラー
方式では、その膜厚を制御することにより、開口方式で
はその開口の占有率を制御することにより光の透過率と
反射率の割合を変えることができる。

【００３１】なお半透過反射層を前記した開口方式で形
成する場合、液晶セルにおける画素サイズの５〜９５
％、就中１５〜８５％、特に２５〜７５％の大きさの開
口を画素の配置に可及的に対応させて分布させることが
表示画面での明るさの均一性を高める点より好ましい。
開口を有する半透過反射層は、反射板の打ち抜き方式や
反射層のエッチング方式、所定の開口を設けたマスクを
介して反射材を蒸着する方式などの適宜な方式で形成す
ることができる。

【００３２】半透過反射層は、外光の利用効率の向上な
いし外光モード時における明るさの均一性の向上の点よ
り、凹凸表面にて入射外光を散乱反射するように形成さ
れていることが好ましい。半透過反射層が金属箔の如き
厚膜からなる場合には例えば、その表面をバフ処理等の
粗面化方式で処理する方法にても凹凸式光散乱面を形成
することができる。

【００３３】一方、蒸着方式等による薄膜からなる半透
過反射層の場合には例えば、透明基板の表面を凹凸式光
散乱面としてその凹凸が反映した薄膜を形成する方式な
どにより、入射外光を散乱反射させうる半透過反射層を
形成することができる。その際、上記した低屈折率透明
層の平滑性を維持する点よりは、表面平滑な透明基板を
用いて低屈折率透明層を設け、その上に表面凹凸構造の
層を設けることが好ましい。

【００３４】前記した後者の方式の場合には、半透過反
射層の表裏面が散乱反射面となるため表示品位を向上さ
せうる利点がある。すなわち照明モードにおいて基板内
部の伝送光が光路変換されて半透過反射層に到達したと
きに、その表裏面で散乱反射されて伝送距離が短くな
る。また半透過反射層を透過した伝送光もその殆どが、
視認側又は背面側の反対側の基板内部に閉じ込められて
出射防止されたり、液晶層やカラーフィルター層等によ
る吸収や位相差発生などの影響で出射防止されたりす
る。

【００３５】前記の結果、半透過反射層や駆動回路によ
る吸収で伝送光が急激に減少することを抑制できる。ま
た半透過反射層の透過に基づく液晶層の複屈折や光散乱
に基づく部分的な変化による伝送光の減少や不均一性の
発生で表示が暗くなること、光源側に近い部分での表示
が後方で影響するゴースト現象が発生することを抑制す
ることができる。開口式の半透過反射層の場合も同様で
ある。

【００３６】半透過反射層は、液晶駆動用の回路を形成
する電極を兼ねるものとして設けるができる。図１がそ
の例を示している。また半透過反射層とは別体のものと
して液晶駆動用の回路を形成する透明電極を設けるがで
きる。後者において凹凸式光散乱面を有する半透過反射
層の上に透明電極を設ける場合、その透明電極が凹凸化
しないことが好ましい。

【００３７】前記した透明電極の凹凸化の防止は、例え
ば凹凸式光散乱面を有する半透過反射層の上に、レベリ
ングを目的とした表面平滑な透明絶縁層を設け、その上
に透明電極を形成する方式などにて行うことができる。
その透明絶縁層は、例えば透明樹脂の塗工層などの適宜
な方式で形成することができる。また液晶表示装置は、
背面側基板における低屈折率の透明層と半透過反射層の
間に、液晶駆動用の回路を設けたものとして形成するこ
ともできる。

【００３８】視認側の透明基板、及び必要に応じて背面
側の透明基板に設ける透明電極は、例えばＩＴＯ等の従
来に準じた適宜な材料にて形成することができる。液晶
セルの形成に際しては必要に応じ、液晶を配向させるた
めのラビング処理膜等からなる配向膜やカラー表示のた
めのカラーフィルタなどの適宜な機能層の１層又は２層
以上を設けることができる。

【００３９】なお図例の如く、配向膜１２、２２は通
常、電極１１、２１の上に、特に液晶と接触するように
形成され、またカラーフィルタ２３は通常、セル基板１
０、２０の一方における透明基板と電極の間に設けられ
る。なお図例では視認側基板２０にカラーフィルタ２３
が設けられている。

【００４０】液晶表示パネルは、図１、図２の例の如く
液晶セルに偏光板１５、２５や位相差板１６、２６、光
拡散層等の適宜な光学層の１層又は２層以上を必要に応
じて付加したものであってもよい。偏光板は直線偏光を
利用した表示の達成を目的とし、位相差板は液晶の複屈
折性による位相差の補償等による表示品位の向上などを
目的とする。

【００４１】また光拡散層は、表示光の拡散による表示
範囲の拡大や光路制御層の光路変換斜面を介した輝線状
発光の平準化による輝度の均一化、液晶表示パネル内の
伝送光の拡散による光路制御層への入射光量の増大など
を目的とし、背面側の光路制御層４と視認側の偏光板２
５の間の適宜な位置に１層又は２層以上を配置すること
ができる。

【００４２】前記の偏光板としては、適宜なものを用い
ることができ特に限定はない。高度な直線偏光の入射に
よる良好なコントラスト比の表示を得る点などよりは、
例えばポリビニルアルコール系フィルムや部分ホルマー
ル化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸
ビニル共重合体系部分ケン化フィルムの如き親水性高分
子フィルムにヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着
させて延伸したものからなる吸収型偏光フィルムや、そ
の片側又は両側に透明保護層を設けたものなどの如く偏
光度の高いものが好ましく用いうる。

【００４３】前記透明保護層の形成には、透明性や機械
的強度、熱安定性や水分遮蔽性などに優れるものが好ま
しく用いられる。その例としてはアセテート系樹脂やポ
リエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂やポリ
カーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂やポリイミド系
樹脂、ポリオレフィン系樹脂やアクリル系樹脂、ポリエ
ーテル系樹脂やポリ塩化ビニル、スチレン系樹脂やノル
ボルネン系樹脂の如きポリマー、あるいはアクリル系や
ウレタン系、アクリルウレタン系やエポキシ系、シリコ
ーン系等の熱硬化型ないし紫外線硬化型の樹脂などがあ
げられる。

【００４４】透明保護層は、フィルムとしたものの接着
方式やポリマー液等の塗布方式などにより付与すること
ができる。従って斯かる透明保護層の形成技術は、上記
した透明絶縁層の形成に適用することもできる。

【００４５】一方、位相差板としても例えば前記の透明
保護層で例示したものなどの適宜なポリマーからなるフ
ィルムを一軸や二軸等の適宜な方式で延伸処理してなる
複屈折性フィルム、ネマチック系やディスコティック系
等の適宜な液晶ポリマーの配向フィルムやその配向層を
透明基材で支持したものなどの適宜なものを用いること
ができる。熱収縮性フィルムの加熱収縮力の作用下に厚
さ方向の屈折率を制御したものなどであってもよい。

【００４６】補償用の位相差板１６、２６は通例、図例
の如く視認側又は／及び背面側の偏光板１５、２５と液
晶セルの間に必要に応じて配置され、その位相差板には
波長域などに応じて適宜なものを用いうる。また位相差
板は、位相差等の光学特性の制御を目的に２層以上を重
畳して用いることもできる。

【００４７】また光拡散層についても表面微細凹凸構造
を有する塗工層や拡散シートなどによる適宜な方式にて
設けることができる。光拡散層は、透明粒子配合の粘着
層として偏光板や位相差板の接着を兼ねる層として形成
することもでき、それにより薄型化を図ることもでき
る。その粘着層の形成には、ゴム系やアクリル系、ビニ
ルアルキルエーテル系やシリコーン系、ポリエステル系
やポリウレタン系、ポリエーテル系やポリアミド系、ス
チレン系などの適宜なポリマーをベースポリマーとする
粘着剤などを用いうる。

【００４８】就中、アクリル酸ないしメタクリル酸のア
ルキルエステルを主体とするポリマーをベースポリマー
とするアクリル系粘着剤の如く、透明性や耐候性や耐熱
性などに優れるものが好ましく用いられる。また粘着層
に配合することのある前記の透明粒子としては、例えば
平均粒径が０．５〜２０μmのシリカやアルミナ、チタ
ニアやジルコニア、酸化錫や酸化インジウム、酸化カド
ミウムや酸化アンチモン等からなる導電性のこともある
無機系粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機
系粒子などの適宜なものを１種又は２種用いることがで
きる。

【００４９】液晶表示パネルの側面に配置する照明装置
は、液晶表示装置の照明光として利用する光を液晶表示
パネルの側面から入射させることを目的とする。これに
よりパネルの両側に配置する光路制御層との組合せにて
液晶表示装置の薄型軽量化を図ることができる。照明装
置としては適宜なものを用いることができる。ちなみに
その例としては（冷，熱）陰極管等の線状光源、発光ダ
イオード等の点光源や、それを線状や面状等に配列した
アレイ体、あるいは点光源と線状導光板を組合せて点光
源からの入射光を線状導光板を介し線状光源に変換する
ようにした照明装置などがあげられる。

【００５０】図１の例の如く照明装置５、５２は、液晶
表示パネルにおける２以上の異なる側面に少なくとも配
置され、かつ視認側と背面側の各基板に対して別体のも
のとして配置される。その複数の側面は図１の例の如く
対向する側面の組合せであってもよいし、縦横に交差す
る側面の組合せであってもよく、それらを併用した３側
面以上の組合せであってもよい。斯かる異側面配置方式
により、光源位置の機械的な干渉を防止することができ
る。また照明装置の点灯／消灯をそれぞれ独立に切り替
えうるようにすることで、各照明装置の点灯又は消灯を
制御して明るさを段階的に変えることができる。なお照
明装置は、同一基板の複数の側面に配置することもでき
る。

【００５１】図１の例の如き対向側面に照明装置を配置
する方式は、出射光の角度特性を相互に補完しあい、ま
た照明装置より遠離る対向端側での明るさの現象も相互
に補完しあって、輝度の向上や画面全体での輝度の均一
性の向上の点などより有利である。またその場合、上記
した図例の如く照明装置を配置する基板の側面を他方の
基板が形成する側面よりも突出させることで、照明装置
の配置作業性や光源ホルダによる包囲保持作業も向上
し、照明装置からの入射光が液晶層に入射することも抑
制することができる。

【００５２】照明装置は、その点灯による照明モードで
の視認を可能とするものである。外光・照明両用型では
外光による外光モードにて視認するときには点灯の必要
がないので、その点灯・消灯を切り替えうるものとされ
る。その切り替え方式には任意な方式を採ることがで
き、従来方式のいずれも採ることができる。なお照明装
置は、発光色を切り替えうる異色発光式のものであって
もよく、また異種の照明装置を介して異色発光させうる
ものとすることもできる。

【００５３】図例の如く照明装置５、５２に対しては、
必要に応じ発散光を液晶表示パネルの側面に導くため
に、それを包囲する光源ホルダ５１などの適宜な補助手
段を配置した組合せ体とすることもできる。光源ホルダ
としては、例えば高反射率の金属薄膜を付設した樹脂シ
ートや白色シート、金属箔や樹脂成形品などの如く、少
なくとも照明装置側が光を反射する適宜な反射シートを
用いうる。

【００５４】光源ホルダは、照明装置の包囲を兼ねる保
持手段として利用することもできる。その場合、光源ホ
ルダの端部を背面側又は視認側の基板の上下面の端部に
接着する方式などにて照明装置を包囲保持することがで
きる。なお光源ホルダの端部を介し視認側基板の上面の
端部から背面側基板の下面の端部に跨る状態で接着する
方式などにて照明装置を包囲保持する方式なども適用す
ることができる。

【００５５】背面側に配置する光路制御層４は、図１に
矢印α２で示した如く、液晶表示パネル１の側面に配置
した照明装置５からの入射光ないしその伝送光を、光路
変換斜面Ａ１を介し当該パネルの視認側に光路変換させ
て、照明光（表示光）として利用することを目的とし、
液晶表示パネル１の背面側基板１０の外側に配置され
る。

【００５６】一方、視認側に配置する光路制御層４１
は、図１に矢印α１で示した如く、液晶表示パネル１の
側面に配置した照明装置５２からの入射光ないしその伝
送光を、光路変換斜面Ｂ１を介し当該パネルの背面側に
光路変換させ、半透過反射層１１で反射逆進させて照明
光（表示光）として利用することを目的とし、液晶表示
パネル１の視認側基板２０の外側に配置される。

【００５７】前記の目的より光路制御層４、４１は、図
１の例の如く照明装置５、５２からの入射光を反射して
所定方向に光路変換するために、背面側又は視認側の基
板の基準平面（仮想水平面）に対する傾斜角が３５〜４
８度の光路変換斜面Ａ１、Ｂ１を有するものとされる。

【００５８】また光路制御層は、薄型化を目的に前記光
路変換斜面の複数を有するものとされる。さらに光路制
御層は、背面側又は視認側の基板に設けた最寄りの低屈
折率の透明層よりも屈折率の高い層として形成される。
光路制御層の屈折率が当該透明層のそれよりも低いと照
明装置からの入射光ないしその伝送光が背面側又は視認
側の基板内に閉じ込められやすく、光路制御層への入射
が阻害され表示光として利用しにくくなる。

【００５９】光路制御層は、前記した所定の光路変換斜
面の複数を有するものとする点を除き、適宜な形態のも
のとして形成することができる。光路変換等を介して正
面方向への指向性に優れる表示光を得る点よりは、照明
装置を配置した側面すなわち入射側面と対面する光路変
換斜面Ａ１、Ｂ１を具備する光出射手段Ａ、Ｂの複数を
有する光路制御層４、４１，特にプリズム状凸凹からな
る光路変換斜面Ａ１、Ｂ１を具備する光出射手段Ａ、Ｂ
の複数を有する光路制御層が好ましい。

【００６０】前記した光路変換斜面ないしプリズム状凸
凹を有する光出射手段の例を図３（ａ）〜（ｅ）に示し
た。その（ａ）〜（ｃ）では光出射手段Ａが横断面三角
形のものからなり、（ｄ）、（ｅ）では横断面四角形の
ものからなる。また（ａ）では二等辺三角形による２面
の光路変換斜面Ａ１を有し、（ｂ）では光路変換斜面Ａ
１と基準平面に対する傾斜角が斜面Ａ１よりも大きい急
斜面Ａ２を有する光出射手段Ａを有するものからなる。

【００６１】（ｃ）では光路変換斜面Ａ１と基準平面に
対する傾斜角が小さい緩斜面Ａ２とを単位とする光出射
手段Ａが隣接連続状態で光路制御層片側の全面に形成さ
れたものからなり、（ｄ）では凸部（突起）からなる光
出射手段Ａを、（ｅ）では凹部（溝）からなる光出射手
段Ａを有するものからなる。なお図３では、光出射手段
Ａに基づいて光路変換斜面Ａ１と急斜面又は緩斜面Ａ２
を説明したが、光出射手段Ｂ、従ってその光路変換斜面
Ｂ１と急斜面又は緩斜面Ｂ２についても光出射手段Ａに
準じて形成することができる（以下同じ）。

【００６２】従って前記した例のように光出射手段は、
等辺面ないし同じ傾斜角の斜面からなる凸部又は凹部に
ても形成できるし、光路変換斜面と急斜面又は緩斜面な
いし傾斜角が相違する斜面からなる凸部又は凹部にても
形成でき、その斜面形態は入射側面の数や位置に応じて
適宜に決定することができる。耐擦傷性の向上による斜
面機能の維持の点よりは、凸部よりも凹部からなる光出
射手段として形成されていることが斜面等が傷付きにく
くて有利である。

【００６３】上記した正面方向への指向性等の特性を達
成する点などより好ましい光路制御層は、図例の如く基
準平面に対する傾斜角が３５〜４８度の光路変換斜面Ａ
１、Ｂ１を入射側面に対面して有するものである。従っ
て同一基板の２側面以上に照明装置を配置して２以上の
入射側面を有する場合には、その数と位置に対応して光
路変換斜面Ａ１、Ｂ１を有する光路制御層としたものが
好ましく用いられる。

【００６４】ちなみに同一基板の対向する２側面に照明
装置を配置する場合には、図３（ａ）の如き横断面二等
辺三角形からなる光出射手段Ａ、Ｂによる２面の光路変
換斜面Ａ１、Ｂ１や、図３（ｄ）、（ｅ）の如き横断面
台形からなる光出射手段Ａ、Ｂによる２面の光路変換斜
面Ａ１、Ｂ１をその稜線が入射側面に沿う方向となる状
態で有する光路制御層４、４１が好ましく用いられる。

【００６５】また液晶表示パネルの縦横で隣接する２側
面に照明装置を配置する場合には、その側面に対応して
稜線が縦横の両方向に沿う状態で光路変換斜面Ａ１、Ｂ
１を有する光路制御層が好ましく用いられる。さらには
対向及び縦横を含む３側面以上に照明装置を配置する場
合には、前記の組合せからなる光路変換斜面Ａ１、Ｂ１
を有する光路制御層が好ましく用いられる。

【００６６】前記した光路変換斜面Ａ１、Ｂ１は、照明
装置を介した入射側面よりの入射光ないしその伝送光の
内、その面Ａ１、Ｂ１に入射する光を反射し、液晶表示
パネルの視認方向に光路変換してパネル表示に利用しう
る光を供給する役割をする。その場合、光路変換斜面Ａ
１、Ｂ１の基準平面に対する傾斜角を３５〜４８度とす
ることにより、図１に折線矢印α１、α２で例示した如
く、側面入射光ないしその伝送光を基準平面に対し垂直
性よく光路変換して、正面への指向性に優れる表示光を
効率よく得ることができる。

【００６７】光路変換斜面の傾斜角が３５度未満では反
射光の光路が正面方向より大きくずれて表示に有効利用
しにくく正面方向の輝度に乏しくなり、４８度を超える
と側面入射光ないしその伝送光を全反射させる条件から
外れて光路変換斜面よりの漏れ光が多くなり側面入射光
の光利用効率に乏しくなる。

【００６８】正面への指向性に優れる光路変換や漏れ光
の抑制等の点より光路変換斜面Ａ１、Ｂ１の好ましい傾
斜角は、液晶表示パネル内を伝送される光のスネルの法
則による屈折に基づく全反射条件などを考慮して３８〜
４５度、就中４０〜４４度である。ちなみにガラス板の
一般的な全反射条件は約４２度であり、従ってその場
合、側面入射光は±４２度の範囲に集約された状態で伝
送されつつ、光路変換斜面に入射することとなる。

【００６９】光路変換斜面Ａ１、Ｂ１を具備する光出射
手段Ａ、Ｂは、上記のように光路制御層の薄型化を目的
に図３、４に例示の如く複数が設けられる。その場合、
入射側面からの入射光を後方に反射し、対向側面側に効
率よく伝送して液晶表示全面で可及的に均一に発光させ
る点よりは、基準平面に対する傾斜角が１０度以下、就
中５度以下、特に３度以下の緩斜面Ａ２、Ｂ２、ないし
当該傾斜角が略０度の平坦面Ａ３、Ｂ３を含む構造とす
ることが好ましい。

【００７０】従って図３（ｂ）に例示の急斜面Ａ２（Ｂ
２）を含む光出射手段Ａ（Ｂ）では、その急斜面の角度
を３５度以上、就中５０度以上、特に６０度以上として
平坦面Ａ３（Ｂ３）の幅を広くできる構造とすることが
好ましい。

【００７１】光出射手段Ａ（Ｂ）は、図３、４に例示の
如くその稜線が照明装置５（５２）を配置した液晶表示
パネル１の入射側面に平行又は傾斜状態で沿うように設
けられる。その場合、光出射手段Ａ（Ｂ）は、図３の例
の如く光路制御層の一端から他端にわたり連続して形成
されていてもよいし、図４の例の如く断続的に不連続に
形成されていてもよい。

【００７２】光出射手段Ａ（Ｂ）を不連続に形成する場
合、伝送光の入射効率や光路変換効率などの点よりその
溝又は突起からなる凹凸の入射側面に沿う方向の長さを
深さ又は高さの５倍以上とすることが好ましく、またパ
ネル表示面の均一発光化の点より前記長さを５００μm
以下、就中１０〜４８０μm、特に５０〜４５０μmとす
ることが好ましい。なお図３、４では半透過反射層を省
略している。

【００７３】光出射手段Ａ、Ｂの横断面形状やそれを介
した光路変換斜面Ａ１、Ｂ１のピッチについては特に限
定はない。光路変換斜面Ａ１、Ｂ１が照明モードでの輝
度決定要因となることより、パネル表示面における発光
の均一性などに応じて適宜に決定でき、その分布密度に
て光路変換光量を制御することができる。

【００７４】従って斜面の傾斜角等が光路制御層の全面
で一定な形状であってもよいし、吸収ロスや先の光路変
換による伝送光の減衰に対処してパネル表示面の発光の
均一化を図ることを目的に、図５に例示の如く入射側面
から遠離るほど光出射手段Ａ（Ｂ）を大きくしてもよ
い。

【００７５】また図５に例示の如く、一定ピッチの光出
射手段Ａ（Ｂ）とすることもできるし、図６に例示の如
く入射側面から遠離るほど徐々にピッチを狭くして、光
出射手段Ａ（Ｂ）の分布密度を多くしたものとすること
もできる。さらにランダムピッチにてパネル表示面にお
ける発光の均一化を図ることもできる。

【００７６】加えて光出射手段Ａ、Ｂが不連続な溝又は
突起からなる凹凸の場合には、その凹凸の大きさや形
状、分布密度や稜線の方向等を不規則なものとしたり、
その不規則な又は規則的ないし画一的な凹凸をランダム
に配置して、パネル表示面における発光の均一化を図る
こともできる。よって前記した例の如くパネル表示面で
の発光の均一化は、光出射手段Ａ、Ｂに適宜な方式を適
用して達成することができる。なお図５、６において、
矢印方向が入射側面からの入射光の伝送方向である。

【００７７】光路変換斜面は、上記のように側面入射光
の光路変換による実質的な照明光形成の機能部分である
から、その間隔が広すぎると点灯時の照明が疎となって
不自然な表示となる場合がある。その防止の点より、光
路変換斜面Ａ１、Ｂ１のピッチは、２mm以下、就中２０
μm〜１mm、特に５０μm〜０．５mmとすることが好まし
い。

【００７８】一方、複数の光路変換斜面、特に入射側面
方向に連続した光路変換斜面を介した照明光が液晶セル
の画素と干渉してモアレを生じる場合がある。モアレの
防止は、光路変換斜面のピッチ調節で行いうるが、その
ピッチには前記のように好ましい範囲がある。従って前
記の好ましいピッチ範囲でモアレが生じる場合の解決策
が問題となる。

【００７９】前記の場合、画素に対して光路変換斜面が
交差状態で配列しうるように、凹凸の稜線を入射側面に
対し傾斜する状態に形成してモアレを防止する方式が好
ましい。その場合、入射側面に対する傾斜角が大きすぎ
ると光路変換斜面を介した反射に偏向を生じて光路変換
の方向に大きな偏りが発生し、表示品位の低下原因とな
りやすい。

【００８０】前記した光路変換方向の偏りによる表示品
位の低下防止の点よりは、当該凹凸の稜線の入射側面に
対する傾斜角を、±３０度以内、就中±２５度以内とす
ることが好ましい。なお、±の符号は入射側面を基準と
した稜線の傾斜方向を意味する。液晶セルの解像度が低
くてモアレを生じない場合やモアレを無視しうる場合に
は、かかる稜線は入射側面に平行なほど好ましい。

【００８１】前記の点より液晶セルの画素ピッチが一般
に１００〜３００μmであることも考慮して光路変換斜
面は、その基準平面に対する投影幅に基づいて４０μm
以下、就中３〜２０μm、特に５〜１５μmとなるように
形成することが好ましい。かかる投影幅は、一般に蛍光
管のコヒーレント長が２０μm程度とされている点など
より回折による表示品位の低下を防止する点よりも好ま
しい。

【００８２】光路制御層は、照明装置の波長域に応じそ
れに透明性を示し、かつ上記低屈折率の透明層よりも高
屈折率の適宜な材料にて形成しうる。ちなみに可視光域
では、上記の透明保護層等で例示したポリマーないし硬
化型樹脂やガラスなどがあげられる。複屈折を示さない
か、複屈折の小さい材料で形成した光路制御層が好まし
い。

【００８３】また界面反射でパネル内部に閉じ込められ
て出射できない損失光量を抑制し、側面入射光ないしそ
の伝送光を光路制御層、特にその光路変換斜面に効率よ
く供給する点より、上記低屈折率の透明層よりも屈折率
が０．０５以上、就中０．０８以上、特に０．１〜０．
４高い光路制御層であることが好ましい。

【００８４】さらに照明装置からの入射光ないしその伝
送光を背面側又は視認側の基板から最寄りの光路制御層
に効率よく入射させて、光路変換斜面を介し明るい表示
を達成する点より、背面側又は視認側の最寄り基板との
屈折率差が０．１５以内、就中０．１０以内、特に０．
０５以内の光路制御層であること、殊に当該最寄り透明
基板よりも高い屈折率の光路制御層であることが好まし
い。

【００８５】上記のように背面側及び視認側の両基板に
対して光路制御層と照明装置を配置することにより、セ
ル基板の薄型化に対応して液晶表示パネル全体での入射
光量の増大を図ることができ、明るい表示を達成するこ
とができる。なお背面側又は視認側の基板に対して配置
する光路制御層は、同じ形態の光出射手段を具備する同
一又は異種のものであってもよいし、異なる形態の光出
射手段を具備する異種のものであってもよい。

【００８６】光路制御層は、切削法にても形成でき適宜
な方法で形成することができる。量産性等の点より好ま
しい製造方法としては、例えば熱可塑性樹脂を所定の形
状を形成しうる金型に加熱下に押付て形状を転写する方
法、加熱溶融させた熱可塑性樹脂あるいは熱や溶媒を介
して流動化させた樹脂を所定の形状に成形しうる金型に
充填する方法、熱や紫外線ないし放射線等で重合処理し
うるモノマーやオリゴマーや液状樹脂を所定の形状を形
成しうる型に充填ないし流延して重合処理する方法があ
げられる。

【００８７】また支持フィルムに予め紫外線ないし放射
線等で重合処理しうる前記の液状樹脂等を塗工し、その
塗工層を所定の形状を形成しうる型で成形して重合処理
する方法や、所定の形状を形成しうる型に前記の液状樹
脂等を充填し、その上に支持フィルムを配置して紫外線
ないし放射線等を照射して重合処理する方法などもあげ
られる。

【００８８】前記の場合、透明な支持フィルムを用いて
そのフィルムと一体化した光路制御層を形成することも
できるし、形成後に支持フィルムと剥離して当該塗工層
や充填層に基づく成形層のみからなる光路制御層を形成
することもできる。その場合には透明フィルムである必
要はない。剥離は、支持フィルムを剥離剤で表面処理す
る方法などにより達成することができる。

【００８９】従って光路制御層は、背面側又は視認側の
基板等に直接その所定形態を付与して形成することもで
きるし、所定の形態を付与した透明シート等として形成
することもできる。光路制御層の厚さは、適宜に決定し
うるが一般には薄型化などの点より３００μm以下、就
中５〜２００μm、特に１０〜１００μmとされる。なお
光出射手段の横断面に基づく三〜五角形等の形状は、厳
密な多角形を意味せず、製造技術等に基づく角部の丸み
や面の角度変化などが許容される。

【００９０】光路制御層は、液晶表示パネルの背面側及
び視認側に配置されるがその場合、図１に例示の如くそ
の斜面形成面すなわち光出射手段Ａ、Ｂを形成した面を
外表面側にして配置することが、光出射手段Ａ、Ｂの光
路変換斜面Ａ１、Ｂ１を介した反射効率、ひいては側面
入射光の有効利用による輝度向上の点などより好まし
い。

【００９１】光路制御層、特に視認側の光路制御層は、
外光の表面反射による視認阻害の防止を目的にノングレ
ア処理や反射防止処理を施したものであってもよい。ノ
ングレア処理は、サンドブラスト方式やエンボス加工方
式等の粗面化方式、シリカ等の透明粒子の配合方式や透
明粒子を配合した樹脂の塗工方式などの種々の方式で表
面を微細凹凸構造化することにより施すことができ、反
射防止処理は、干渉性の蒸着膜を形成する方式などにて
施すことができる。

【００９２】またノングレア処理や反射防止処理は、前
記の表面微細凹凸構造や干渉膜を付与したフィルムの接
着方式などにても施すことができる。なお偏光板は、図
例の如く液晶セルの両側に設けることもできるし、液晶
セルの片側にのみ設けることもできる。また前記した表
面微細凹凸構造化技術は、上記した光拡散層、半透過反
射層又は／及び透明基板の表面を凹凸式光散乱面とする
場合に適用することができる。さらに粘着層に配合する
上記した透明粒子は、前記のノングレア処理等にも用い
ることができる。

【００９３】光路制御層を前記の如く透明シート等とし
て独立に形成した場合には、図例の如くその透明シート
等を上記した最寄りの低屈折率の透明層１４、２４より
も高い屈折率の接着層１８、２８、就中その透明シート
等と可及的に等しい屈折率の接着層、特にその透明シー
ト等と背面側又は視認側の透明基板との中間の屈折率の
接着層を介して液晶表示パネルに接着することが側面入
射光の有効利用による輝度向上の点などより好ましい。

【００９４】従って前記接着層の屈折率は、上記した光
路制御層に準じうる。よって光路制御層と接着層の屈折
率は、最寄りの低屈折率の透明層よりも０．０５以上高
いことが好ましい。接着層は、適宜な透明接着剤にて形
成でき、その接着剤の種類について特に限定はない。接
着処理作業の簡便性などの点よりは粘着層による接着方
式が好ましい。その粘着層については上記に準じること
ができ、上記した光拡散型の粘着層とすることもでき
る。

【００９５】図１の例の如く、背面側の光路制御層４の
外側には必要に応じて光反射層６を配置することもでき
る。斯かる光反射層は、背面側の光路制御層を介した反
射光が液晶セル内部の半透過反射層にて反射反転されら
れて出射できなくなることを、再度その光反射層で反射
反転させて液晶セル方向に戻して光の利用効率、ひいて
は輝度を向上させることを目的とする。

【００９６】また視認側の光路制御層を介した反射光の
半透過反射層を透過した光、及び外光モードにおいて半
透過反射層を透過した外光を反射反転させて液晶セル方
向に戻し、光の利用効率、ひいては輝度の向上にも有効
である。さらに背面側の光路制御層よりの漏れ光を反射
反転させて再入射させることによる光利用効率の向上に
も有効である。

【００９７】光反射層は、従来に準じた白色シートなど
の適宜なものにて形成することができる。就中、例えば
アルミニウムや銀、金や銅やクロム等の高反射率の金属
ないしその合金の粉末をバインダ樹脂中に含有させた塗
工層、前記の金属等や誘電体多層膜を真空蒸着方式やス
パッタリング方式等の適宜な薄膜形成方式で付設してな
る金属薄膜等の層、前記の塗工層や付設層をフィルム等
からなる基材で支持した反射シート、金属箔などからな
る高反射率の光反射層、特に少なくとも金属薄膜を有す
る光反射層が反射効率等の点より好ましい。なお斯かる
光反射層の形成技術は、上記した半透過反射層の形成に
適用することができる。

【００９８】光反射層は、背面側の光路制御層の裏面に
隙間なく密着付設されていてもよい。隙間なく密着した
光反射層の形成は、光路制御層に対して例えば金属薄膜
を真空蒸着する方式、フィルム状の柔軟な光反射層を光
路制御層の形状に対応させて接着する方式などにより行
うことができる。後者の場合、接着層の屈折率は光路制
御層よりも小さいことが、伝送光を界面の屈折率差に基
づく全反射で効率的に伝送できて好ましい。

【００９９】また光反射層は、図１の例の如く背面側の
光路制御層４の光出射手段Ａとは離れて光路制御層の裏
面に密着する状態、さらにはその裏面よりも離れた状態
で設けることもできる。このように光路制御層との間に
空気層が介在する状態で配置された光反射層の形成に
は、高反射率の金属シートや高反射率の金属薄膜をフィ
ルム等の支持基材に設けた反射シート、さらには発泡プ
ラスチックフィルムなどの白色フィルムなどが好ましく
用いられる。

【０１００】ちなみに図１の例では光反射層６ｂが支持
基材６ａに付設した金属薄膜からなり、それが光利用効
率の向上を目的に光路制御層４よりも低屈折率の接着層
６ｃを介して接着されている。なお前記の反射シート等
からなる光反射層で背面側又は／及び視認側の側面に配
置した照明装置を密着包囲して、上記した光源ホルダを
兼用させることもできる。この方式は、照明装置による
光を基板側面に高度に集中させることができて輝度向上
の点より有利である。

【０１０１】光反射層は、鏡面であってもよいが、モア
レ防止の観点よりは光拡散機能を示すものが好ましい。
前記の如く光反射層は、背面側の光路制御層の外側に単
に重ね置いた状態にあってもよいし、接着方式や蒸着方
式などで密着配置された状態にあってもよい。図１の例
の如く光出射手段の斜面に光反射層を密着配置した場合
には、反射効果の向上で漏れ光をほぼ完全に防止でき視
角特性や輝度をより向上させうる利点などもある。

【０１０２】前記した光拡散型の反射層の形成は、例え
ばサンドブラストやマット処理等による表面の粗面化方
式や、粒子添加方式などの適宜な方式で表面を微細凹凸
構造としたフィルム等の支持基材などに、その微細凹凸
構造を反映させた光反射層を設ける方式などにより行う
ことができる。その光反射層の形成は、例えば真空蒸着
方式やイオンプレーティング方式、スパッタリング方式
等の蒸着方式やメッキ方式などの適宜な方式で金属を支
持基材等の表面に付設する方法などにより行うことがで
きる。斯かる光拡散型の反射層の形成技術は、上記した
半透過反射層の形成に適用することができる。

【０１０３】本発明による液晶表示装置によれば、照明
モードにおいて入射側面よりの入射光の殆どが背面側及
び視認側の基板を介し、屈折の法則による反射を介して
後方に伝送されパネル表面よりの出射（漏れ）が防止さ
れつつ、光路制御層の光路変換斜面Ａ１、Ｂ１に入射し
た光が効率よくパネルの表裏方向に垂直指向性よく光路
変換され、他の伝送光も全反射にて後方にさらに伝送さ
れて後方における光路変換斜面Ａ１、Ｂ１に入射し効率
よくパネルの表裏方向に垂直指向性よく光路変換され
る。

【０１０４】次に前記の光路変換斜面で光路変換された
光は、半透過反射層に到達しそれを透過した光（背面
側）及びそれに反射された光（視認側）が液晶セルに入
射して表示光が形成され、パネル表示面の全面において
明るさの均一性に優れる表示を達成する。一方、外光モ
ードでは視認側より入射した外光が半透過反射層に到達
し、それに反射された光が液晶セルで表示光とされて、
パネル表示面の全面において明るさの均一性に優れる表
示が達成される。

【０１０５】背面側の光路制御層の外側に光反射層を設
けた場合には、上記の如く光利用効率が向上して明るさ
がより向上する。従って外光、又は照明装置からの光を
効率よく利用して明るくて見やすく表示品位に優れる外
光・照明両用型の液晶表示装置を形成することができ
る。

【０１０６】なお本発明において上記した液晶表示装置
を形成する光路制御層や液晶セル、偏光板や位相差板等
の光学素子ないし部品は、全体的又は部分的に積層一体
化されて固着されていてもよいし、分離容易な状態に配
置されていてもよい。界面反射の抑制によるコントラス
トの低下防止などの点よりは固着状態にあることが好ま
しい。その固着密着処理には、粘着剤等の適宜な透明接
着剤を用いることができ、その透明接着層に上記した透
明粒子等を含有させて拡散機能を示す接着層などとする
こともできる。

【０１０７】また前記の光学素子ないし部品、特に視認
側のそれには例えばサリチル酸エステル系化合物やベン
ゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシ
アノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の
紫外線吸収剤で処理する方式などにより紫外線吸収能を
もたせることもできる。

【０１０８】

【実施例】参考例１厚さ０．７mm、屈折率１．５２の無アルカリガラス板に
フッ化マグネシウムを真空蒸着して厚さ６００nm、屈折
率１．３８の低屈折率透明層を形成し、その上に表面微
細凹凸構造の樹脂層を設けた。次にその上にアルミニウ
ムを真空蒸着し、エッチング方式で２５０μm角の開口
を２０％の開口率で均等に分布するように形成して電極
を兼ねる半透過反射層を設け、その上にポリビニルアル
コール溶液をスピンコートしてその乾燥膜をラビング処
理して背面側の基板を得た。一方、前記と同様の無アル
カリガラス板に低屈折率透明層とＩＴＯ透明導電層を形
成し、その透明電極をエッチングして２分割した後、そ
の上にラビング処理膜を設けて視認側基板を得た。

【０１０９】ついで前記の背面側基板と視認側基板をそ
のラビング面をラビング方向が直交するように対向させ
てギャップ調節材を配し、周囲をエポキシ樹脂でシール
したのち液晶（メルク社製、ＺＬＩ−４７９２）を注入
してＴＮ系液晶セルを形成し、その両面に位相差板付き
偏光板を貼着してノーマリーホワイトの液晶パネルを得
た。そのパネルサイズは、幅２５mm、長さ３７mmで、そ
の長さ方向の背面側及び視認側の基板の一側面が他方側
の基板よりも約３mm突出したものである。次にそのパネ
ルの対向側面における背面側と視認側の各基板の突出側
面に直径１．８mmの冷陰極管を中心対応させて配置し、
銀蒸着のポリエステルフィルムで包囲してフィルム端部
を各基板の表裏面の端部に両面粘着テープで接着し冷陰
極管を保持固定した。

【０１１０】参考例２背面側及び視認側の基板にフッ化マグネシウムからなる
低屈折率透明層を設けないほかは参考例１に準じて液晶
パネルを得た。

【０１１１】参考例３予め所定形状に加工した金型にアクリル系の紫外線硬化
型樹脂（東亞合成社製、アロニックスＵＶ−３７０１）
をスポイトにて滴下充填し、その上に厚さ６０μmのポ
リカーボネート（ＰＣ）フィルムを静置しゴムローラで
密着させて余分な樹脂と気泡を除去しメタルハライドラ
ンプにて紫外線を照射して硬化処理した後、金型から剥
離し所定寸法に裁断してＰＣフィルムを剥離し、屈折率
１．５１の光路制御層（透明シート）を得、その光路制
御層を有しない面に屈折率１．５１のアクリル系粘着層
を付設した。

【０１１２】なお前記の透明シートは、幅２２mm、長さ
２８mmであり、稜線が幅方向にわたり２１度の角度で傾
斜するプリズム状凹部を１９０μmのピッチで連続して
有し、その光路変換斜面の傾斜角が４２度で急斜面との
頂角が７０度であり（図３ｂ）、光路変換斜面の基準平
面に対する投影幅が７〜１２μmで、平坦部（Ａ３）の
面積が光路変換斜面と急斜面の基準平面に対する投影合
計面積の１０倍以上のものからなる。

【０１１３】参考例４異なる金型を用いて参考例３に準じ粘着層付の透明シー
トを得た。この透明シートは、傾斜角が約４２度で基準
平面に対する投影幅が１０μmの光路変換斜面と傾斜角
が約７５度の急斜面からなる長さ８０μmの光出射手段
（図３ｂ）をその長さ方向が入射側面に平行な状態で有
し、かつその光出射手段を長さ方向の入射側面より遠離
るほど徐々に高密度に配置したものであり（図５、図
７）、平坦部（Ａ３）の面積は、光路変換斜面と急斜面
の基準平面に対する投影合計面積の１０倍以上である。

【０１１４】参考例５サンドブラストにて表面を粗面化加工した金型を用いた
ほかは参考例３に準じ粘着層付の透明シートを得た。

【０１１５】参考例６異なる金型を用いて参考例３に準じ粘着層付の透明シー
トを得た。この透明シートは、プリズム状凹部を１９０
μmのピッチで連続して有し（図３ｂ）、その光路変換
斜面の傾斜角が３０度で急斜面との頂角が７０度、光路
変換斜面の基準平面に対する投影幅が７〜１２μmで、
平坦部（Ａ３）の面積が光路変換斜面と急斜面の基準平
面に対する投影合計面積の１０倍以上のものからなる。

【０１１６】参考例７参考例３に準じて形成した光路制御層の光出射手段形成
面にアルミニウムを真空蒸着して光反射層を設けた透明
シートを得た。

【０１１７】参考例８透明なプラスチックフィルムの表面にアルミニウムを真
空蒸着して光反射シートを得た。

【０１１８】参考例９透明なプラスチックフィルムの表面にアルミニウムを真
空蒸着し、その上に屈折率１．４１の粘着層を形成して
光反射シートを得た。

【０１１９】実施例１参考例１の液晶パネルの背面側及び視認側に参考例３の
透明シートを光路変換斜面が対応の照明装置と対面する
ようにその粘着層を介して接着し、その背面側に参考例
８の光反射シートを周辺のみ粘着層を介し接着して液晶
表示装置を得た。

【０１２０】実施例２光反射シートとして参考例９のものを用いたほかは実施
例１に準じて液晶表示装置を得た。

【０１２１】実施例３参考例３の透明シートに代えて参考例４の透明シートを
用いたほかは実施例１に準じて液晶表示装置を得た。

【０１２２】実施例４背面側の透明シートとして参考例３のものに代えて参考
例７のものを用い、参考例８の光反射シートを用いない
ほかは実施例１に準じて液晶表示装置を得た。

【０１２３】実施例５背面側の透明シートとして参考例３のものに代えて参考
例４のものを用いたほかは実施例１に準じて液晶表示装
置を得た。

【０１２４】比較例１参考例１の液晶パネルに代えて参考例２の液晶パネルを
用いたほかは実施例１に準じて液晶表示装置を得た。

【０１２５】比較例２参考例１の液晶パネルに代えて参考例２の液晶パネルを
用いたほかは実施例２に準じて液晶表示装置を得た。

【０１２６】比較例３参考例３の透明シートに代えて参考例５の透明シートを
用いたほかは実施例１に準じて液晶表示装置を得た。

【０１２７】比較例４参考例３の透明シートに代えて参考例６の透明シートを
用いたほかは実施例１に準じて液晶表示装置を得た。

【０１２８】比較例５視認側に参考例３の透明シートを配置しないほかは実施
例１に準じて液晶表示装置を得た。

【０１２９】比較例６背面側に参考例３の透明シートを配置しないほかは実施
例１に準じて液晶表示装置を得た。

【０１３０】評価試験実施例、比較例で得た液晶表示装置について、暗室にて
液晶セルに電圧を印加しない状態で冷陰極管を点灯さ
せ、中央位置での正面輝度を輝度計（トプコン社製、Ｂ
Ｍ７）にて調べた。また入射側面端、中央部及び対向端
で照明モードによる表示を観察した場合の表示品位を評
価した。評価は、明るくてその均一性に優れ良好に光が
出射している場合を○、明るさやその均一性にやや劣る
場合△、暗くて不均一な場合を×とした。

【０１３１】前記の結果を次表に示した。正面輝度表示品位（cd／ｍ^２）入射側面端中央部対向端実施例１８９ ○ ○ ○ 実施例２８０ ○ ○ ○ 実施例３８４ ○ ○ ○ 実施例４７８ ○ ○ △ 実施例５８２ ○ ○ △ 比較例１３３ ○ × × 比較例２２９ ○ × × 比較例３２８ △ △ × 比較例４３３ ○ △ × 比較例５５２ ○ △ △ 比較例６４８ ○ △ △

【０１３２】表より、実施例では照明モードにおいて明
るくて均一な表示が達成されているが、比較例では非常
に暗いか不均一な表示であることがわかる。また低屈折
率透明層を有する実施例１、２では明るさとその均一性
が高いが、低屈折率透明層を有しない比較例１、２では
入射側面より遠離るほど急激に暗くなり、半透過反射層
の影響と思われる明るさの不均一性の大きいことがわか
り、非常に見ずらい表示であった。

【０１３３】さらに実施例４の光反射層が光路制御層に
隙間なく密着するタイプや、実施例５の視認側と背面側
で光路制御層の種類が相違するタイプであっても明るい
良好な照明を実現できていることがわかる。またさらに
比較例５、６では光路制御層の片側のみの配置で実施例
に対し輝度が大きく低減していることがわかる。加え
て、光路制御層を粗面とした比較例３や光路制御層の斜
面角度が小さい比較例４では光の出射が効果的になされ
ず暗かった。

【０１３４】一方、実施例において冷陰極管の一方ずつ
を点灯して観察したところ、光出射の角度特性が視認側
と背面側とでは全く異なっていた。すなわちいずれの場
合も照明装置とは反対の方向に強く出射しており非対称
であった。このことは、比較例５、６のように、いずれ
か一方の側に光路制御層を形成したケースでも同様であ
って、視角に対し光源側とは反対側により多くの光が出
射していた。これに対し、実施例では二灯とも点灯させ
た場合、それぞれがお互いを補う角度で出射しており、
より広い角度に効果的に照明できていることがわかっ
た。

【０１３５】実施例、比較例のいずれの場合も外光モー
ドでは良好な見え方をしており、低屈折率透明層の影響
は全く認められなかった。以上より、本発明により導光
板を用いることなく、液晶パネル端面に光源装置を設け
るだけで発光可能な、薄くて軽量な外光・照明両用型の
液晶表示装置を実現されていることがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の説明断面図

【図２】光路制御層における光出射手段の側面説明図

【図３】さらに他の実施例の斜視説明図

【図４】さらに他の実施例の斜視説明図

【図５】光路制御層例の側面説明図

【図６】他の光路制御層例の側面説明図

【符号の説明】

１：液晶表示パネル１０、２０：透明基板１１：半透過反射層２１：透明電極１２、２２：配向膜１４、２４：低屈折率の透明層１５、２５：偏光板１６、２６：位相差板２３：カラーフィルタ３０：液晶４、４１：光路制御層Ａ、Ｂ：光出射手段Ａ１、Ｂ１：光路変換斜面５、５２：照明装置６：光反射層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｆ 9/00 ３１３Ｇ０９Ｆ 9/00 ３１３３２４３２４３３６３３６Ｂ３３６Ｊ３４８３４８Ｃ 9/30 ３１０ 9/30 ３１０３３０３３０Ｚ３４９３４９Ｚ 9/35 9/35 // Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆ２１Ｙ 103:00 (72)発明者木下亮児大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者網野一郎大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者有吉俊彦大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内Ｆターム(参考） 2H042 DA02 DA12 DA15 DA17 DA21 DB01 DB08 DC02 DE04 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA15X FA15Y FA16Y FA41Y FD06 GA01 GA06 LA11 5C094 AA02 AA06 AA10 BA43 DA11 EA05 EA06 EB02 ED01 ED14 ED20 5G435 AA02 AA03 BB12 BB15 BB16 DD09 DD11 DD13 EE22 EE27 EE33 EE37 FF01 FF02 FF03 FF05 FF08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板にその基板よりも低屈折率の透
明層及び光を透過しかつ反射する半透過反射層を少なく
とも有する背面側基板と、透明基板にその基板よりも低
屈折率の透明層及び透明電極を少なくとも有する視認側
基板とを、それらの電極側を対向させて配置した間に液
晶を挟持してなる液晶セルを少なくとも具備する液晶表
示パネルにおける２以上の側面に照明装置を有し、かつ
前記背面側基板と視認側基板の外側にその基板の基準平
面に対する傾斜角が３５〜４８度の光路変換斜面の複数
を有すると共に、前記最寄りの低屈折率の透明層よりも
屈折率が高い光路制御層を設けてなり、前記の照明装置
が背面側と視認側の各基板の側面であって、かつ液晶表
示パネルの異なる側面に少なくとも配置されてなること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】請求項１において、低屈折率の透明層が
透明基板と半透過反射層又は透明電極の間に位置し、そ
の半透過反射層が電極を兼ねる液晶表示装置。
【請求項３】請求項１において、背面側基板を形成す
る透明基板の上に低屈折率の透明層を介して凹凸式光散
乱面を有する半透過反射層を有し、かつその半透過反射
層の上に表面平滑な透明絶縁層を介して透明電極を有す
る液晶表示装置。
【請求項４】請求項１〜３において、背面側基板の側
に配置した光路制御層の外側に光反射層を有する液晶表
示装置。
【請求項５】請求項４において、光反射層が少なくと
も金属薄膜を有するものである液晶表示装置。
【請求項６】請求項４又は５において、光反射層が光
路制御層に隙間なく密着する液晶表示装置。
【請求項７】請求項４又は５において、光反射層と光
路制御層との間に空気層が介在する液晶表示装置。
【請求項８】請求項４〜７において、光反射層がフィ
ルム状のものからなり、その光反射層が光路制御層より
も小さい屈折率の接着手段で光路制御層に接着されてな
る液晶表示装置。
【請求項９】請求項８において、光反射層が少なくと
も基材フィルムに金属薄膜を設けたものからなる液晶表
示装置。
【請求項１０】請求項１〜９において、背面側又は視
認側の基板を形成する透明基板と最寄りの低屈折率の透
明層との屈折率差が０．０５以上である液晶表示装置。
【請求項１１】請求項１〜１０において、液晶セルの
背面側又は視認側の基板を形成する透明基板が光学的に
等方性の材料からなる液晶表示装置。
【請求項１２】請求項１〜１１において、液晶表示パ
ネルが液晶セルの片側又は両側に偏光板を有する液晶表
示装置。
【請求項１３】請求項１２において、液晶表示パネル
が液晶セルと偏光板の間に１層又は２層以上の位相差板
を有する液晶表示装置。
【請求項１４】請求項１〜１３において、光路制御層
が照明装置と対面する状態の光路変換斜面を具備するプ
リズム状凹凸の複数を有してなる液晶表示装置。
【請求項１５】請求項１４において、光路制御層のプ
リズム状凹凸が横断面三角形の凹部からなる液晶表示装
置。
【請求項１６】請求項１５において、プリズム状凹部
が照明装置を配置した液晶表示パネルの側面に平行な又
は傾斜した稜線方向で光路制御層の一端から他端にわた
る連続溝からなる液晶表示装置。
【請求項１７】請求項１４において、プリズム状凹部
が不連続溝からなり、その溝の長さが深さの５倍以上で
ある液晶表示装置。
【請求項１８】請求項１７において、プリズム状凹部
の不連続溝の長さ方向が照明装置を配置した液晶表示パ
ネルの側面と平行又は傾斜した状態にある液晶表示装
置。
【請求項１９】請求項１４において、背面側又は視認
側の少なくとも一方の基板の対向する２側面に照明装置
が配置されており、その２側面に照明装置が配置された
基板に設けた光路制御層のプリズム状凹凸がその照明装
置と対面する光路変換斜面を２面有する横断面三角形又
は横断面四角形の凹部又は凸部からなる液晶表示装置。
【請求項２０】請求項１〜１９において、光路制御層
における光路変換斜面の当該傾斜角が３８〜４５度であ
る液晶表示装置。
【請求項２１】請求項１〜２０において、光路制御層
が透明シートからなり、それが最寄りの低屈折率の透明
層よりも高い屈折率の接着層を介し液晶表示パネルの外
表面側に接着されてなる液晶表示装置。
【請求項２２】請求項２１において、接着層が粘着層
からなる液晶表示装置。
【請求項２３】請求項１〜２２において、光路制御層
及び接着層の屈折率が最寄りの低屈折率の透明層よりも
０．０５以上高いものである液晶表示装置。
【請求項２４】請求項１〜２３において、照明装置が
光反射型の光源ホルダにて包囲され、かつその光源ホル
ダの端部を介し視認側基板又は背面側基板の上下面の端
部に接着する方式で視認側基板又は背面側基板の側面に
配置保持されてなる液晶表示装置。
【請求項２５】請求項１〜２４において、照明装置が
背面側と視認側の各基板の側面であって、かつ液晶表示
パネルの対向する側面に少なくとも配置されてなる液晶
表示装置。
【請求項２６】請求項１〜２５において、背面側基板
における低屈折率の透明層と半透過反射層の間に液晶駆
動用の回路が形成されてなる液晶表示装置。