JP2015114643A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶表示パネルを湾曲形成し、この液晶表示パネルに平面光源装置からの光を投射させて画像表示を行う場合に、効率よく輝度を向上させることが難しかったが、輝度ムラや輝度の低下を抑制可能な液晶表示装置を提供する。【解決手段】 湾曲面状に形成された液晶表示パネル１３の表示領域１２面を平面光源装置１４に対して離間する方向に曲面状に配置するとともに、液晶表示パネル１３と平面光源装置１４との間に偏光反射部材１５を配置する。【選択図】 図２

Description

本発明は、表示面が湾曲した液晶表示パネルと平面型の平面光源装置を備えた液晶表示装置に関する。

現在、液晶表示装置は、薄型軽量化や低消費電力などの点から、カラーテレビやパーソナルコンピュータ及び映像表示用モニターや携帯電話などに広く採用されている。このような液晶表示装置においては、液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの裏面側に配置した面光源装置との組合せで構成されており、液晶表示パネルにて面光源装置から投射される光を透過もしくは遮断することにより、液晶表示パネルの表示面に画像を表示させている。

このような液晶表示装置では、一般的には表示面が平面状の液晶表示パネルが使用されているが、近年では多用途向けとして表示面が湾曲された液晶表示パネルが開発されている。この湾曲した液晶表示パネルには、同様に湾曲した面光源装置が組み合わされて使用されるが、液晶表示パネルのみを湾曲形成させておいて、この液晶表示パネルと面光源装置を平面状に形成した平面光源装置とを組み合わせた液晶表示装置が特許文献１や特許文献２に記載されている。

特開２０１０−２１７７０２号公報 特開２００４−４６２５４号公報

このように湾曲形成された液晶表示パネルと平面光源装置とを単に組み合わせて使用すると輝度斑が発生するために、液晶表示パネルと平面光源装置との間に拡散板を介在させることが想定されるが、液晶表示パネルと平面光源装置との間に拡散板を介在させることにより、平面光源装置の正面から液晶表示パネルに入射した光が拡散板によって上下左右に拡散されてしまい、輝度斑の改善には寄与する反面、正面輝度が低下するという問題がある。

実施形態の解決しようとする課題は、湾曲された液晶表示パネルと平面状の平面光源装置とを組み合わせて使用する際に、輝度斑を改善させつつ正面輝度の低下を改善させることが可能な液晶表示装置を提供することにある。

実施形態の液晶表示装置は、少なくとも表示領域部分を曲面状に形成された液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの裏面から光を出射する平面光源装置と、を備える液晶表示装置において、前記液晶表示パネルの表示面を前記平面光源装置に対して離間する方向に曲面状に配置されるとともに、前記液晶表示パネルと前記平面光源装置との間に偏光反射部材が配置されている液晶表示装置である

実施形態の液晶表示装置を模式的に示す分解斜視図である。 実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。 実施形態の液晶表示装置を構成する反射偏光部材の構成を模式的に示す断面図である。 実施形態の液晶表示装置の平面光源装置から液晶表示装置に入射される光の進行状態を説明するための説明図である。 実施形態の偏光反射部材の設定角度を変更させた場合の光の進行状態を説明するための説明図である。 実施形態の液晶表示装置を構成する平面光源装置の他の構成例を示す断面図である。

以下、図面を参照して実施形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。

実施形態の液晶表示装置として、表示領域が平面光源装置に対して外側方向（視認側）に突出する湾曲面を有する液晶表示パネルと平面状の平面光源装置とを組み合わせた液晶表示装置について説明する。

この液晶表示装置は、図１に示すように、周辺に額縁領域１１が形成され、この額縁領域１１によって囲まれた表示領域１２を有し、表示領域１２が正面外側方向（視認方向側）に突状に湾曲している液晶表示パネル１３を有し、液晶表示パネル１３の背面（反視認側）側には平面光源装置（バックライト）１４が配置されている。そして、これら液晶表示パネル１３と平面光源装置１４との間には、偏光反射部材１５が介在されている。

なお、図中で液晶表示パネル１３と偏光反射部材１５に描かれている湾曲した実線は、夫々液晶表示パネル１３と偏光反射部材１５とが長軸及び短軸の両方の実線方向に湾曲していることを示しているものであり、長軸あるいは短軸のいずれか一方の方向にのみ湾曲した構成とすることも可能である。

この液晶表示パネル１３は、ガラス材や合成樹脂材などの可撓性材料から構成される透明絶縁基板１６の主面上に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などからなる表示画素１７を構成する透明画素電極１８がマトリクス状に配置されている。また、これら画素電極１８の行方向には複数の走査線１９が、画素電極１８の列方向には複数本の信号線２０が配設されている。

この画素電極１８に対応して走査線１９及び信号線２０の交差位置近傍には、スイッチング素子として複数のＴＦＴ２１を有している。このＴＦＴ２１は、画素電極１８の行に沿って形成される走査線１９とゲート電極が接続され、また画素電極１８の列に沿って形成される信号線２０にソース電極もしくはドレイン電極が接続されており、走査線駆動回路（図示せず）から走査線１９を介して供給される駆動電圧によってＴＦＴ２１が導通し、信号線駆動回路（図示せず）からの信号線２０を通して供給される信号電圧をＴＦＴ２１のソース・ドレイン通路を通して画素電極１８に印加するように動作する。

さらに、この画素電極１８には、保持容量２２の一方端が並列に接続されており、この保持容量２２の他方端は共通電極２３と接続、あるいは補助容量線または前後段の走査線に接続されており、画素電極１８と共通電極２３との間に液晶層２４が配置されている。これらＴＦＴ２１や画素電極１８、走査線１９や信号線２０などの駆動線の上面には、さらにポリイミドなどから構成される配向膜（図示せず）が設けられてアレイ基板２５が構成されている。

また、このアレイ基板２５と対向する対向基板２６は、同様にガラス材や合成樹脂材などの可撓性材料から構成される透明絶縁基板２７と、この透明絶縁基板２７のアレイ基板２５と対向する主面上には、その周辺部分に黒色の遮光膜（図示せず）が設けられるとともに、ＩＴＯなどから構成される透明共通電極２３が設けられ、この共通電極２３の上面には、さらにポリイミドなどからなる配向膜（図示せず）が設けられている。

この遮光膜に囲まれた絶縁基板２７部分には，アクリル材などから構成される三原色カラーフィルタ（図示せず）、並びに配線間の隙間からの漏光を遮断するためのブラックマトリクス（図示せず）が設けられて対向基板２６を構成している。なお、カラーフィルタはアレイ基板２５側に形成することも可能である。

このアレイ基板２５と対向基板２６は，所定の間隙を持って対向配置されるとともにシール材（図示せず）を介して貼り合わされており、この間隙部には液晶部材が封止されて液晶層２４を形成している。この液晶層２４の厚さは、アレイ基板２５と対向基板２６間に介在されるスペーサ（図示せず）によって規定されて、湾曲された表示領域１２を有する液晶表示パネル１３が構成されている。

一方、アレイ基板２５側の裏面には、偏光層（ＤＢＥＦ：Ｄｕａｌ Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｆｉｌｍ）３１を拡散フィルム層３２、３３によって挟み込んだシート状の偏光反射部材１５が配置されている。この偏光層３１は薄く形成されるために、偏光層３１の両面側から拡散フィルム層３２，３３によってサンドイッチ状に挟むことで偏光層３１を補強するとともに、傷付きを抑制することが可能となる。

また、拡散フィルム層３２，３３を使用することによって、拡散によって視角の差を低減し視野角を広くすることが可能となるばかりでなく、ギラギラ感が出てしまう表示を抑制することも可能で、さらに輝度ムラの改善も図ることが可能となる。
この偏光反射部材１５の液晶表示パネル１３とは反対側となる裏面側には、平面状の平面光源装置１４が配置されている。

この平面光源装置１４は、図２及び図６に示すように、LED及びリフレクタなどからなる光源４１からの光を導入して面状の光として出射する平板状に構成された導光板４２と、この導光板４２の出射面側に順次配置された拡散シート４３、レンズシート４４などの光学シート４５を備えている。光学シート４５として、拡散シート４３及びレンズシート４４の２枚のシートで構成しているが、その順番を入れ替えたり、いずれかのシートを省略することも可能であり、また、更に偏光シートなどの別のシートを追加することも可能であって、その種類や構成には特に限定はされない。平面光源装置１４としては、このような導光板４２を使用した形態以外にも、ＬＥＤを平面状に多数並列に配置した構成や、ＥＬ素子からなる平面光源装置１４として形成することも可能であり、平面光源装置１４としての構成には制限を受けない。

一方、導光板４２の非出射面側には反射シート４６（図６参照）が配置されており、これら反射シート４６、導光板４２及び光学シート４５、光源４１などは一括して箱状のバックケース４７内に収納され、これら発光構成部材をバックケース４７内に固定保持するためのフロントケース４８がバックケース４７の開放面側から嵌合されており、フロントケース４８の中央部分は開口４９として発光された光を偏光反射部材１５を通して液晶表示パネル１３側に通過させるように構成されている。

この反射シート４６を、図６に示すように、導光板４２の底面部分のみならず、光源４１を除く導光板４２の各側面にまで配置することにより、光の利用効率を更に向上させることが可能となる。

このフロントケース４８の液晶表示パネル１３面側、即ち開口４９縁部の外表面は、湾曲状に形成されている液晶表示パネル１３の曲面形状に沿うように湾曲形成されている。このフロントケース４８は、内側ではバックケース４７を保持することから、開口４９縁部は、その内側面側がフロントケース４８側面と略直角となるように形成し、開口４９縁部の外側面側が湾曲するように合成樹脂などの材料で一体に形成することで容易に形成することが可能である。

しかしながら、この一体成形にて形成する代わりに、フロントケース４８の開口４９縁部の肉厚が一定となるように形成しておいて、この開口４９縁部の外側に別体として形成される湾曲面を有する枠体（図示せず）を被せる、あるいは接着などの方法にて一体化させて曲面を有する開口４９縁部として構成することも可能である。

この開口４９縁部の外面、即ち液晶表示パネル１３側の面上には、偏光反射部材１５が両面接着テープ５０などにて取着されている。この偏光反射部材１５全体は曲面を有する液晶表示パネル１３の曲面に沿うような曲面をもって形成されている。従って、シート状に成形加工されていることが使用上で利便性があるものと考えられる。

この偏光反射部材１５は、図１にて液晶表示装置の概要を説明した際にも説明を行っているが、より詳細には図３に示すように構成されている。

即ち、樹脂層３４に反射粒子３５を混入した材料をＰＥＴフィルムなどの基材３６に塗布して形成した偏光層（ＤＢＥＦ）（３１）を中心に、その両面側を拡散フィルム層３２，３３にて挟み込んだ構成として形成されている。この反射粒子３５は偏光軸と同じ方向（平行）の光、例えばＰ偏光を通過させ、その偏光軸と異なる方向の光、例えばＳ偏光に対しては反射させるような材料から形成されている。ここで反射された光は、光学シート４５、導光板４２方向に戻されて各部材の反射、あるいは反射シート４６によって反射され、再度偏光反射部材１５に到達して透過、または反射の動作を繰り返すことにより光効率の改善が図られる。

ここでの説明では、基材３６を使用することで偏光層３１を形成するように説明しているが、基材３６を省略して拡散フィルム層３２または３３のフィルム面に直接塗布して形成するように構成することも可能である。

このように偏光反射部材１５を構成することによって、傷に弱い偏光層３１は拡散フィルム層３２，３３によって保護されると同時に機械的にも補強することが可能となり、また広視野角化も可能でしかも輝度ムラの改善も図ることが可能である。また、視角の差を低減しギラツキ感を抑制した表示を可能とし得るものである。

この偏光反射部材１５は、同様な曲面を備えた保持ケース５１によってフロントケース４８の開口４９縁部外面上に位置固定される。この保持ケース５１はフロントケース４８の側板５２に沿う側板５３と、この側板５３の一端液晶表示パネル１３側の端部に形成した縁部５４から構成されている。この縁部５４は内外面が液晶表示パネル１３の曲面とほぼ同じ曲面形状になるように形成されている。

即ち、フロントケース４８の開口４９縁部と保持ケース５１の縁部５４との間に偏光反射部材１５を保持し、保持ケース５１の縁部５４外面上に液晶表示パネル１３を両面接着テープ５５などによって固定配置している。この結果、液晶表示パネル１３の湾曲曲面と偏光反射部材１５の湾曲曲面とは、ほぼ液晶表示パネル１３の表示領域１２部分と偏光反射部材１５の光透過部分との間隔を一定にすることを可能としている。
なお、バックケース４７とフロントケース４８とは、一方に形成した鉤状部（図示せず）と、他方に形成した開口部（図示せず）との嵌合構造によって両者を一体化させる構成とすることができ、フロントケース４８と保持ケース５１とを同様に嵌合させる構成を採ることも可能である。

このような構成を採用することによって、図４に示すように、平面光源装置１４から出射された光ａは偏光反射部材１５に入射されるが、拡散フィルム層３２，３３を備えているので、正面から入射した光ａは偏光反射部材１５の曲面に応じて夫々鉛直方向に光を出射させていくので、正面から入射した光ａを湾曲形成された液晶表示パネル１３方向に矢印ｂ，ｃのように均等に放出させることが可能となる。

しかしながら、図５に示すように、液晶表示パネル１３と偏光反射部材１５との間隔ｌ１が均等でないｌ２のような場合には、偏光反射部材１５から出射された鉛直の光ａは液晶表示パネル１３に垂直に入射されずに光を減少させる結果となり、この現象が液晶表示パネル１３全体として捉えた場合には、光の密の部分と粗の部分とが混在する結果となり、輝度ムラや輝度の低下を助長する原因となっている。
そこで、湾曲している液晶表示パネル１３と偏光反射部材１５との間隔を、ｌ１＝ｌ２、もしくはｌ１≒ｌ２として実質的に等しい間隔とすることで、換言すれば、液晶表示パネル１３と偏光反射部材１５との対向している面の曲率を等しく、あるいはほぼ等しくなるように実質的に等しく設定させることで、輝度ムラや輝度の低下を抑制することが可能となる。

この偏光反射部材１５を液晶表示パネル１３と同じ曲面形状とするために、偏光層（ＤＢＥＦ）３１を拡散フィルム層３２，３３にて挟持させる構成を採っているので、光を均等に伝達させる効果の他にも湾曲形状を形成させる上で極めて有利な構成となっている。この結果として、光源装置として湾曲形成された液晶表示パネル１３に対して平面状の平面光源装置１４を適用させることが可能となり、光源装置を液晶表示パネル１３と同様に湾曲させて構成することがないので、光源装置として簡略化させることが可能となり、従来の平面光源装置のフロントケース４８部分を小修整するだけで、基本的な構成をそのまま流用することも可能となるなどの効果を発揮させることが可能となる。

また、この偏光反射部材１５をフロントケース４８と保持ケース５１とで保持させている形態を採用した場合について説明してきたが、偏光反射部材１５を直接液晶表示パネル１３に両面接着テープ（図示せず）などによって固定化するように構成することも可能であり、この構成の場合には、液晶表示パネル１３と偏光反射部材１５との間隔を殆ど無視することができるので、より光の損失を軽減することが可能となる。

さらに、この構成を採る場合には、保持ケース５１もしくはフロントケース４８の何れか一方を省略し、他方の機能を兼用させる構成とすることによって、より簡略化された構成とすることが可能となる。
また、アレイ基板２５や対向基板２６の構成は、上記説明の構成以外のものでも適用が可能であり、その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での追加や変更は適宜成し得るものである。

１２…表示領域
１３…液晶表示パネル
１４…平面光源装置
１５…偏光反射部材
３１…偏光層
３２，３３…拡散フィルム層
３４…樹脂層
３５…反射粒子
４６…反射シート

Claims (4)

1. 少なくとも表示領域部分を曲面状に形成された液晶表示パネルと、
   この液晶表示パネルの裏面から光を出射する平面光源装置と、
   を備える液晶表示装置において、
   前記液晶表示パネルの表示面を前記平面光源装置に対して離間する方向に曲面状に配置されるとともに、
   前記液晶表示パネルと前記平面光源装置との間に偏光反射部材が配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記液晶表示パネルと前記偏光反射部材との距離を、前記液晶表示パネルの表示領域部分内で実質的に等しく設定されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記偏光反射部材は、反射材を有する反射部材と、この反射部材を挟持する複数の拡散フィルム層からなることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
4. 前記液晶表示パネルと前記偏光反射部材とが一体的に組み立てられていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。

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