JP2009080945A - 両面発光面光源装置及びこれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 サブ液晶の輪郭が視認されることがなく、部品点数の増加や工数の増加も最小限に抑えることが可能な両面発光面光源装置及び液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 光源（ＬＥＤチップ２）からの光を両面から照射する導光板３の一方の面側にメイン液晶パネル１１が配置されるとともに、他方の面側にメイン液晶パネル１１よりも面積の小さなサブ液晶パネル１２が配置される両面発光面光源装置及び液晶表示装置である。導光板３のサブ液晶パネル１２側の面には半透過半反射性シート（選択反射偏光フィルム５ｆ）が配されている。あるいは、導光板３のサブ液晶パネル１２側の面に配される光学シート群５の面積がサブ液晶パネル１２の面積よりも拡大され、メイン液晶パネル１１側の光学シート群４と同等の面積とされている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、メイン液晶パネルとサブ液晶パネルに対応した両面発光面光源装置に関するものであり、さらには両面発光面光源装置が組み込まれた液晶表示装置に関する。

近年、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の情報機器の表示装置、テレビ、ビデオムービー、カーナビゲーションシステム等の映像機器の表示装置として、軽量、薄型、低消費電力という特長を持つ液晶表示装置が多用されている。このような液晶表示装置においては、明るい表示画面を実現するために、液晶パネルの背後から照明光を当てるためのバックライトユニット（面光源装置）を内蔵した構成を採るものが多い。

ここで、バックライトユニットは、光源の配置箇所によってエッジライト方式と直下方式とに分類される。例えばエッジライト方式は、液晶パネルに対向する導光板のエッジにＬＥＤ等の点光源装置を配置する方式である。また、直下方式は、蛍光放電管等の直管状の光源を液晶パネルの裏面に複数配置し、液晶パネルと光源との間に拡散板を配置する方式である。これら方式のうち、エッジライト方式は、薄型化の点で有利であり、例えば携帯電話等の携帯用電子機器やノート型のパーソナルコンピュータの表示装置に適した方式と言うことができる。

ところで、例えば携帯電話の使用形態も多様化しており、様々な使い方に対応するためメイン液晶とサブ液晶を備えた携帯電話が広く用いられるようになってきている（例えば、特許文献１等を参照）。例えば折りたたみ式の携帯電話において、開いた状態ではメイン液晶による表示を使用し、閉じた状態ではサブ液晶によりメール着信等の情報を確認することが行われている。また、カメラ付きの携帯電話においては、自分を撮影する場合や相手を撮影する場合等により、メイン液晶とサブ液晶とを使い分けながら両方の液晶を使用するというような使い方も行われている。

このため、液晶表示部の照射機能を有するバックライトについても、メイン側用及びサブ側用のバックライトが必要になる。この場合、２つのバックライトを用いてメイン液晶とサブ液晶を片面ずつ照射する構成とすると、厚さの増加や部品点数の増加が避けられないことから、１つのバックライトを用いてメイン側及びサブ側を同時に照射する構成の両面発光バックライトが主流となりつつある。
特開２００５−２０２０５８号公報

前述の通り、両面発光バックライトは、１つのバックライトで２つの液晶パネル（メイン液晶パネルとサブ液晶パネル）を同時に照射する機能を有するが、メイン液晶とサブ液晶のサイズが異なることから、メイン液晶パネルを見たときにサブ液晶パネルの輪郭が視認されるという大きな問題がある。メイン液晶パネル側からサブ液晶の輪郭が見えなくなるようにするには、例えば多数の光学シートを配すること等が試みられているが、そのために部材点数が多くなり、組み立て工数を要するという課題が新たに発生する。

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、サブ液晶の輪郭が視認されることがなく、また部品点数の増加や工数の増加を最小限に抑えることが可能な両面発光面光源装置及び液晶表示装置を提供することを目的とする。

前述の目的を達成するために、本発明に係る両面発光面光源装置は、光源からの光を両面から照射する導光板の一方の面側にメイン液晶パネルが配置されるとともに、他方の面側にメイン液晶パネルよりも面積の小さなサブ液晶パネルが配置される面光源装置であって、前記導光板のサブ液晶パネル側の面に半透過半反射性シートが配されていることを特徴とする。

あるいは、光源からの光を両面から照射する導光板の一方の面側にメイン液晶パネルが配置されるとともに、他方の面側にメイン液晶パネルよりも面積の小さなサブ液晶パネルが配置される面光源装置であって、前記導光板のサブ液晶パネル側の面に配される光学シートの面積がサブ液晶パネルの面積よりも拡大されていることを特徴とする。

さらに、本発明の液晶表示装置は、メイン液晶パネルとサブ液晶パネルを有し、前述の両面発光面光源装置が組み込まれていることを特徴とする。

導光板のサブ液晶パネル側に半透過半反射性シート（選択反射偏光フィルム）を配することで、メイン液晶パネル側からサブ液晶パネルの輪郭が視認できない状態が維持され、表示品位が向上する。同様に、導光板のサブ液晶パネル側の面に配される光学シートの面積をサブ液晶パネルの面積よりも拡大することで、メイン液晶パネル側からサブ液晶パネルの輪郭が視認できない状態が維持され、やはり表示品位が向上する。また、半透過半反射性シート（例えば選択反射偏光フィルム）を追加するだけで済むので、部品点数の増加や工数の増加も最小限に抑えられる。

本発明によれば、サブ液晶の輪郭が視認されることがなく、また部品点数の増加や工数の増加を最小限に抑えることが可能な両面発光面光源装置及び液晶表示装置を提供することが可能である。

以下、本発明に係る両面発光面光源装置及びこれを用いた液晶表示装置について説明する。

（第１の実施形態）

図１は、本発明を適用した両面発光面光源装置（バックライトユニット）１の基本構成を示すものである。本実施形態のバックライトユニット１は、図１に示すように、点光源装置であるＬＥＤチップ２、導光板３、及び導光板の両面に配された光学シート群４，５から構成されており、点光源であるＬＥＤチップ２の光が前記導光板３によって面光源に変換される。導光板３に入射された光は導光板３の両面から出光され、したがって両面発光型のバックライトとして構成されている。

また、前記導光板３のメイン液晶側及びサブ液晶側は、それぞれ液晶表示装置のフレーム６，７によって支持された形になるが、メイン液晶側のフレーム６の開口６ａの面積はサブ液晶側のフレーム７の開口７ａの面積よりも大きい。これは、メイン液晶パネルの表示面積がサブ液晶パネルの表示面積よりも大きいことによる。

前記光学シート群４，５は、光の均一化、及び効率的な照射等を考慮して設計され、例えば拡散フィルムやプリズムフィルム等を組み合わせて構成される。本実施形態の場合、各光学シート群４，５はそれぞれ３枚の光学シート４ａ，４ｂ，４ｃ，５ａ，５ｂ，５ｃにより構成されている。光学シート４ａ，５ａは例えば拡散シート、光学シート４ｂ，４ｃ，５ｂ，５ｃは例えばプリズムシート（集光シート）である。

拡散シートは、導光板３を透過して照射される光を拡散して均一化する役割を果たすものであり、例えば光透過性の樹脂フィルム中に光拡散粒子を分散したフィルム等が使用される。樹脂フィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート等のフィルムが用いられる。

プリズムシートは、光を一方向に集光して輝度を向上する役割を果たすものであり、集光機能を有するプリズムが配列された形態を有するフィルムである。導光板３や拡散フィルム（光学シート４ａ，５ａ）を透過した光は、このプリズムフィルム（光学シート４ｂ，４ｃ，５ｂ，５ｃ）によって所定の方向（フィルム面に対してほぼ直交する方向）に揃えられ、効率的な光照射が行われ、結果として輝度向上が図られる。

そして、本実施形態の面光源装置において特徴的なことは、導光板３のメイン液晶側に配される光学シート群４の面積と、サブ液晶側に配される光学シート群５の面積がほぼ同じであることである。前述の通り、メイン液晶パネルの表示面積はサブ液晶パネルの表示面積よりも大きい。したがって、例えば図２に示すように、メイン液晶側に配される光学シート群４の大きさ（面積）を大、サブ液晶側に配される光学シート群５の大きさ（面積）を小とするのが通常である。このような設定にした場合、メイン液晶側から表示を視認する際にサブ液晶の輪郭が見えてしまうおそれがある。これに対して、前述のようにサブ液晶側の光学シート群５の大きさを拡大し、メイン液晶側の光学シート群４の面積とサブ液晶側の光学シート群５の面積をほぼ同じにすれば、メイン液晶へのサブ液晶の輪郭の写り込みが低減される。

以上の構成を有する面光源装置は、液晶表示装置において、バックライトユニットとして組み込まれる。そこで次に、前述の面光源装置を組み込んだ液晶表示装置について説明する。

図３は、面光源装置（バックライトユニット）が組み込まれた液晶表示装置の概略構成を示すものである。本実施形態の液晶表示装置は、図３に示すように、メイン液晶パネル１１とサブ液晶パネル１２、及び前述の面光源装置１とを備え、これらの周囲を樹脂製のフレーム１３で保持し一体化するようにしている。

メイン液晶パネル１１及びサブ液晶パネル１２は、それぞれアレイ基板１１ａ，１２ａと対向基板１１ｂ，１２ｂの間に液晶材料を封入することにより構成され、アレイ基板１１ａ，１２ａには表示画素に対応して画素電極及びスイッチング素子（薄膜トランジスタ）がマトリクス状に形成されている。また、アレイ基板１１ａ，１２ａには、画素電極に電気信号を送るための信号線と、スイッチング素子である薄膜トランジスタにスイッチング信号を供給するためのゲート線とが互いに直交して配線されている。一方、対向基板１１ｂ，１２ｂには、対向電極が透明電極材料（例えばＩＴＯ等）によりほぼ全面に形成されており、各画素に対応してカラーフィルタ層が形成されている。さらに、前記アレイ基板１１ａ，１２ａと対向基板１１ｂ，１２ｂの外表面には、それぞれ偏光板１４，１５，１６，１７が偏光軸を互いに直交させて貼り合わされている。

メイン液晶パネル１１及びサブ液晶パネル１２には、駆動信号を供給するＬＳＩ（ここではサブ液晶パネル１２のＬＳＩ１８のみを図示する。）が実装されており、外部回路基板からの駆動信号に基づいて前述のスイッチング素子が駆動されることで画像表示が行われる。この画像表示が行われる領域が表示領域であり、前記メイン液晶パネル１１やサブ液晶パネル１２は多数の画素が配列された表示領域を有することになる。

バックライトユニットとして用いられる両面発光面光源装置１は、前記メイン液晶パネル１１やサブ液晶パネル１２の背面側から光照射し、これらメイン液晶パネル１１やサブ液晶パネル１２の表示を明るく見やすい状態とするものである。そして、その主要な構成要素として、前述の通り、光源であるＬＥＤチップ２からの光をメイン液晶パネル１１及びサブ液晶パネル１２の背面に光照射するための導光板３と、この導光板３とメイン液晶パネル１１の間に配される光学シート群４と、導光板３とサブ液晶パネル１２の間に配される光学シート群５を備えている。光源であるＬＥＤチップ２は、前記導光板３の少なくとも一辺に沿って設けられており、本実施形態の場合、ＬＥＤチップ２は導光板３の短辺側に設置されている。

前記フレーム１３は樹脂材料等により形成され、メイン液晶パネル１１の収容空間を構成するメイン液晶収容部１３ａや、サブ液晶パネル１２の収容空間を構成するサブ液晶収容部１３ｂが形成されている。メイン液晶収容部１３ａは、メイン液晶パネル１１の周囲を支持する形で形成されており、サブ液晶収容部１３ｂには、サブ液晶パネル１２の表示領域に対応して開口部１３ｃが形成されている。

光源であるＬＥＤチップ２から出射された光は、導光板３へ導かれ、導光板３及び光学シート群４を通過した後、メイン液晶パネル１１に照射される。同様に、導光板３及び光学シート群５を通過した後、サブ液晶パネル１２に照射される。メイン液晶パネル１１やサブ液晶パネル１２では、照射された光が透過され、文字や映像等の画像が所定の明るさで表示されることになる。

本実施形態の液晶表示装置では、前述のようにサブ液晶側の光学シート群５の大きさが拡大され、メイン液晶側の光学シート群４の面積とサブ液晶側の光学シート群５の面積がほぼ同じになっているので、メイン液晶パネル１１側からサブ液晶パネル１２の輪郭の写り込みが見えることがない。また、本実施形態の液晶表示装置では光学シートのサイズを変更するだけで良く、部品点数や工数を増加する必要がない。

（第２の実施形態）
本実施形態の両面発光面光源装置及び液晶表示装置では、半透過半反射性シート（ここでは選択反射偏光フィルム）を用いてサブ液晶パネル１２の輪郭の写り込みを解消するようにしている。

図４は、本実施形態の両面発光面光源装置を組み込んだ液晶表示装置の概略構成を示すものである。先の第１の実施形態の両面発光面光源装置、液晶表示装置との違いは、サブ液晶パネル１２側の光学シート群５の構成だけである。したがって、その他の構成要素については、先の第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

本実施形態においては、サブ液晶側の光学シート群５を２枚の拡散シート５ｄ，５ｅと、１枚の選択反射偏光フィルム５ｆとから構成している。

前記選択反射偏光フィルム５ｆは、プリズムフィルム部分と反射型偏光性フィルムを一体化したものである。ここで、プリズムフィルム部分は、先のプリズムシート５ｂ，５ｃと同様の形態及び機能を有するものであり、輝度向上に寄与する。反射型偏光性フィルムは、反射型偏光技術に基づいて開発されたものであり、光源（ＬＥＤチップ２）からの光の一部を反射し、メイン液晶パネル１１側に戻す役割を果たすものである。

前記選択反射偏光シート５ｆとしては、市販のフィルムを用いることができ、具体的に例示するならば、例えば住友スリーエム社製、商品名ＤＢＥＦ等を挙げることができる。選択反射偏光シート５ｆは、プリズムフィルムと反射型偏光性フィルムを別々に用いた場合に比べて大幅な薄型化を図ることが可能であり、両面発光面光源装置の薄型化、さらには液晶表示装置の薄型化を進める上で有用である。

本実施形態の両面発光面光源装置及び液晶表示装置においては、前記選択反射偏光シート５ｆの働きにより、メイン液晶パネル１１へのサブ液晶パネル１２の輪郭の写り込みが低減される。また、光学シート群５の大きさがメイン液晶側の光学シート群４の大きさとほぼ同じに拡大されているので、先の第１の実施形態の場合と同様の効果を併せて実現することができ、第１の実施形態以上にサブ液晶の写り込みの無い表示品位に優れた液晶表示装置を実現することが可能である。例えば、サブ液晶パネル１２が半透過型の液晶パネルである場合ばかりでなく、透過型の液晶パネルであっても、前記輪郭が視認できない状態を維持することが可能である。さらに、光学シート群５の構成を変更するだけで済むので、部品点数の増加や工数の増加を最小限に抑えることができるという利点も有する。

なお、前記光学シート群５の構成としては、図４に示すものに限定されるわけではなく、種々の変更が可能である。例えば、光学シート群５として、導光板３側から順に、拡散シート、２枚あるいは１枚の集光シート（プリズムシート）、転写防止シート、選択反射偏光フィルムとすることも可能である。あるいは、光学シート群５として、白色の半透過半反射性シートを１枚だけ配することも可能である。

（第３の実施形態）
本実施形態の両面発光面光源装置及び液晶表示装置では、サブ液晶側に加えてメイン液晶側にも半透過半反射性シート（ここでは選択反射偏光フィルム）を配することで、サブ液晶パネル１２の輪郭の写り込みを解消するようにしている。

図５は、本実施形態の両面発光面光源装置を組み込んだ液晶表示装置の概略構成を示すものである。先の第２の実施形態の両面発光面光源装置、液晶表示装置との違いは、メイン液晶パネル１１側の光学シート群４の構成だけである。したがって、その他の構成要素については、先の第２の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

本実施形態においては、メイン液晶側の光学シート群４も２枚の拡散シート４ｄ，４ｅと、１枚の選択反射偏光フィルム４ｆとから構成している。なお、この場合、前記選択反射変更フィルム４ｆの偏光軸がサブ液晶側の光学シート群５の選択反射偏光フィルム５ｆの偏光軸と直交するように配置する。

本実施形態の両面発光面光源装置及び液晶表示装置においては、前記選択反射偏光シート４ｆ及びサブ液晶側の選択反射偏光フィルム５ｆの働きにより、サブ液晶側からの反射を効果的に制御することができ、メイン液晶パネル１１へのサブ液晶パネル１２の輪郭の写り込みがより一層低減される。

なお、メイン液晶側の光学シート群４の構成も、図５に示すものに限定されるわけではなく、種々の変更が可能である。例えば、光学シート群４として、導光板３側から順に、拡散シート、２枚あるいは１枚の集光シート（プリズムシート）、転写防止シート、選択反射偏光フィルムとすることも可能である。また、選択反射偏光フィルム４ｆをメイン液晶パネル１１の偏光板１５に一体に形成することも可能である。この場合、その表面にハードコートを施しても良い。さらに、選択反射偏光フィルム４ｆ上にもう１枚拡散シートを配することも可能である。

第１の実施形態の両面発光面光源装置の構成要素の配置状態を示す概略断面図である。 サブ液晶側の光学シートがメイン液晶側の光学シートよりも小さい両面発光面光源装置の一例を示す概略断面図である。 第１の実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 第２の実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 第３の実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 両面発光面光源装置、２ ＬＥＤチップ、３ 導光板、４，５ 光学シート群、４ｆ，５ｆ 選択反射偏光フィルム（半透過半反射性シート）、１１ メイン液晶パネル、１２ サブ液晶パネル、１３ フレーム、１４，１５，１６，１７ 偏光板

Claims (7)

1. 光源からの光を両面から照射する導光板の一方の面側にメイン液晶パネルが配置されるとともに、他方の面側にメイン液晶パネルよりも面積の小さなサブ液晶パネルが配置される両面発光面光源装置であって、
   前記導光板のサブ液晶パネル側の面に半透過半反射性シートが配されていることを特徴とする両面発光面光源装置。
2. 前記半透過半反射性シートがプリズムシートと反射型偏光性シートとが一体化された選択反射偏光フィルムであることを特徴とする請求項１記載の両面発光面光源装置。
3. 前記導光板のサブ液晶パネル側の面に配される光学シートの面積がサブ液晶パネルの面積よりも拡大されていることを特徴とする請求項１または２記載の両面発光面光源装置。
4. 前記導光板のメイン液晶パネル側の面に、前記サブ液晶パネル側の面に配される選択反射偏光フィルムの偏光軸と略直交する偏光軸を有する選択反射偏光フィルムが配されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の両面発光面光源装置。
5. 光源からの光を両面から照射する導光板の一方の面側にメイン液晶パネルが配置されるとともに、他方の面側にメイン液晶パネルよりも面積の小さなサブ液晶パネルが配置される両面発光面光源装置であって、
   前記導光板のサブ液晶パネル側の面に配される光学シートの面積がサブ液晶パネルの面積よりも拡大されていることを特徴とする両面発光面光源装置。
6. 前記光源はＬＥＤであり、前記導光板の端面に対向して配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の両面発光面光源装置。
7. メイン液晶パネルとサブ液晶パネルを有し、請求項１から６のいずれか１項記載の両面発光面光源装置が組み込まれていることを特徴とする液晶表示装置。

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