JP2010032821A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも輝度を向上させることができる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】バックライトと、前記バックライト上に配置される液晶表示パネルとを備え、前記液晶表示装置は、前記バックライト側に配置される第１基板と、観察者側に配置される第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に挟持される液晶とを有し、前記第１基板上に配置される第１偏光板を有する液晶表示装置であって、前記第１偏光板上に配置される輝度向上フィルムと、前記輝度向上フィルム上に配置される反射防止フィルムとを有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、特に、従来よりも輝度を向上させた液晶表示装置に関する。

図３は、従来の液晶表示装置における、バックライトから照射された照射光の利用状況を説明するための図である。
図３に示すように、一般に、液晶表示装置は、液晶表示パネル（ＬＣＤ）と、液晶表示パネル（ＬＣＤ）に照射光を入射するためのバックライト（ＢＬ）を備える。
図３に示すように、液晶表示パネル（ＬＣＤ）は、第１基板（ＴＦＴ基板ともいう；ＳＵＢ１）と、第２基板（ＣＦ基板ともいう；ＳＵＢ２）と、第１基板上に配置される第１偏光板（ＰＯＬ１）と、第２基板上に配置される第２偏光板（ＰＯＬ２）とを有する。
また、バックライト（ＢＬ）から出射された照射光（ＲＹ１）の一部は、図３のＲ−Ａに示すように第１偏光板（ＰＯＬ１）の表面で反射され、また、バックライト（ＢＬ）から出射され第１偏光板（ＰＯＬ１）を通過した光の一部は、図３のＲ−Ｂに示すように第１基板（ＳＵＢ１）と第１偏光板（ＰＯＬ１）との界面で反射される。
これらの反射光は有効に活用されていないので、液晶表示パネルに表示される画像の輝度が低下することになる。
なお、図３において、ＲＹ２は、第１偏光板（ＰＯＬ１）に入射した光を、ＲＹ３は、第１偏光板（ＰＯＬ１）から出射した光を表している。
第１偏光板（ＰＯＬ１）から出射する光は、所定の偏光方向の光（例えば、ｐ波）のみであるので、入射した光のほぼ半分の光となる。なお、図２ないし図５では、ＲＹ１〜ＲＹ３の矢印の幅で、第１偏光板（ＰＯＬ１）に入射する光量と、第１偏光板（ＰＯＬ１）から出射する光量を表している。
前述した問題点、即ち、反射光が有効に活用されていないので、液晶表示パネルに表示される画像の輝度が低下するという問題点を解決するための技術が、下記特許文献１、特許文献２に記載されている。

なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
特開平６−３０８４９４号公報 特開２００５−３４５９９０号公報

図４は、前述の特許文献１に記載された液晶表示装置における、バックライトから照射された照射光の利用状況を説明するための図である。図４に示す液晶表示装置は、図３に示す液晶表示装置において、第１偏光板（ＰＯＬ１）の最下面に反射防止フィルム（ＡＲ）を配置したものである。
これにより、バックライト（ＢＬ）から出射された照射光（ＲＹ１）の中で、第１偏光板（ＰＯＬ１）の表面で反射される反射光（図３のＲ−Ａに示す光）を抑制して、光の利用効率を向上させることができるので、図３に示す液晶表示装置より輝度を向上させることができる。例えば、同じ条件下で、図３に示す液晶表示装置の輝度が１００％のときに、図４に示す液晶表示装置では、輝度を１０４％とすることができる。
なお、図４において、ＲＹ１は、バックライト（ＢＬ）から出射され反射防止フィルム（ＡＲ）を介して第１偏光板（ＰＯＬ１）に入射した光を、ＲＹ３は、第１偏光板（ＰＯＬ１）から出射した光を表している。

図５は、前述の特許文献２に記載された液晶表示装置における、バックライトから照射された照射光の利用状況を説明するための図である。図５に示す液晶表示装置は、図３に示す液晶表示装置において、第１偏光板（ＰＯＬ１）の最下面に輝度向上フィルム（ＰＣＦ）を配置したものである。
これにより、バックライト（ＢＬ）から出射された照射光（ＲＹ１）の中で、第１基板（ＳＵＢ１）と第１偏光板（ＰＯＬ１）との界面で反射される反射光（図３のＲ−Ｂに示す光）を抑制して、光の利用効率を向上させることができるので、図３に示す液晶表示装置より輝度を向上させることができる。例えば、同じ条件下で、図３に示す液晶表示装置の輝度が１００％のときに、図５に示す液晶表示装置では、輝度を１３０％とすることができる。
なお、図５において、ＲＹ１は、バックライト（ＢＬ）から出射された光を、ＲＹ２１は、輝度向上フィルム（ＰＣＦ）を介して第１偏光板（ＰＯＬ１）に入射した光を、ＲＹ２２は、輝度向上フィルム（ＰＣＦ）で反射されて第１偏光板（ＰＯＬ１）に入射した光を、ＲＹ３１，ＲＹ３２は、第１偏光板（ＰＯＬ１）から出射した光を表している。

前述の特許文献１、あるいは、特許文献２に記載した液晶表示装置では、光の利用効率を向上させることができるが、近年、更なる輝度向上の要望されている。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、従来よりも輝度を向上させることができる液晶表示装置を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
（１）バックライトと、前記バックライト上に配置される液晶表示パネルとを備え、前記液晶表示装置は、前記バックライト側に配置される第１基板と、観察者側に配置される第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に挟持される液晶とを有し、前記第１基板上に配置される第１偏光板を有する液晶表示装置であって、前記第１偏光板上に配置される輝度向上フィルムと、前記輝度向上フィルム上に配置される反射防止フィルムとを有することを特徴とする。

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明の液晶表示装置によれば、従来よりも輝度を向上させることが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図１は、本発明の実施例の液晶表示装置の概略構成を示す概略図である。
図１に示すように、本実施例の液晶表示装置は、液晶表示パネル（ＬＣＤ）と、液晶表示パネル（ＬＣＤ）に照射光を入射するためのバックライト（ＢＬ）を備える。
本実施例の液晶表示パネル（ＬＣＤ）は、図３に示す液晶表示装置と同様、第１基板（ＴＦＴ基板ともいう；ＳＵＢ１）と、第２基板（ＣＦ基板ともいう；ＳＵＢ２）と、第１基板上に配置される第１偏光板（ＰＯＬ１）と、第２基板上に配置される第２偏光板（ＰＯＬ２）とを有する。なお、第１偏光板（ＰＯＬ１）は第１基板のバックライト側に積層されている。
また、バックライト（ＢＬ）は、導光板３と、導光板３の液晶表示パネル側に配置される光学シート群（下拡散シート、２枚のレンズシート、上拡散シート）２と、導光板３の液晶表示パネルの反対側に配置される反射シート４と、導光板３の側面に配置される発光ダイオード（白色発光ダイオード；ＬＥＤ）とを有する。なお、図１では図示は省略しているが、導光板３、光学シート群２、および発光ダイオード（ＬＥＤ）は、樹脂フレームモールド内に配置され、反射シート４は、樹脂フレームモールドの下面を覆うように、樹脂フレームモールドの側壁に貼り付けられる。
液晶表示パネル（ＬＣＤ）としては、例えば、ＩＰＳ方式、ＴＮ方式、ＶＡ方式等の液晶表示パネルが用いられる。液晶表示パネル（ＬＣＤ）は、例えば、ガラス基板等でから成り、画素電極、薄膜トランジスタ等が設けられた第１基板（ＳＵＢ１）と、カラーフィルタ等が形成される第２基板（ＳＵＢ２）とを、所定の間隙を隔てて重ね合わせ、該両基板間の周縁部近傍に枠状に設けたシール材により、両基板を貼り合わせると共に、シール材の一部に設けた液晶封入口から両基板間のシール材の内側に液晶を封入、封止し、さらに、両基板の外側に偏光板（ＰＯＬ１，ＰＯＬ２）を貼り付けて構成される。
なお、本発明は、液晶パネルの内部構造とは関係がないので、液晶パネルの内部構造の詳細な説明は省略する。さらに、本発明は、どのような構造の液晶パネルであっても適用可能である。例えば、縦電界方式の場合、対向電極は第２基板（ＳＵＢ２）に形成される。横電界方式の場合、対向電極は第１基板（ＳＵＢ１）に形成される。

本実施例では、第１偏光板（ＰＯＬ１）のバックライト側の面に、接着等により輝度向上フィルム（ＰＣＦ）が形成され、この輝度向上フィルム（ＰＣＦ）のバックライト側の面に、接着等により反射防止フィルム（ＡＲ）が形成される。
図２は、本発明の実施例の液晶表示装置における、バックライトから照射された照射光の利用状況を説明するための図である。
本実施例では、バックライト（ＢＬ）から出射された照射光（ＲＹ１）の中で、第１偏光板（ＰＯＬ１）の表面で反射される光（図３のＲ−Ａに示す光）と、バックライト（ＢＬ）から出射された照射光（ＲＹ１）の中で、第１基板（ＳＵＢ１）と第１偏光板（ＰＯＬ１）との界面で反射される光（図３のＲ−Ｂに示す光）の両方を抑制して、光の利用効率を向上させることができるので、図３ないし図５に示す液晶表示装置より輝度を向上させることができる。例えば、同じ条件下で、図３に示す液晶表示装置の輝度が１００％のときに、本実施例の液晶表示装置では、輝度を１３４％以上とすることができる。
なお、図２において、ＲＹ１は、バックライト（ＢＬ）から出射され、反射防止フィルム（ＡＲ）および輝度向上フィルム（ＰＣＦ）を介して第１偏光板（ＰＯＬ１）に入射した光を、ＲＹ２２は、輝度向上フィルム（ＰＣＦ）で反射されて第１偏光板（ＰＯＬ１）に入射した光を、ＲＹ３１，ＲＹ３２は、第１偏光板（ＰＯＬ１）から出射した光を表している。

本実施例は、液晶表示パネル（ＬＣＤ）の第１基板（ＳＵＢ１）上に形成される第１偏光板（ＰＯＬ１）上に輝度向上フィルム（ＰＣＦ）を配置し、さらに、輝度向上フィルム（ＰＣＦ）上に反射防止フィルム（ＡＲ）を配置したことを特徴とする。
見方を変えれば、本実施例は、前述の特許文献１に記載の反射防止フィルム（ＡＲ）と、前述の特許文献２に記載の輝度向上フィルム（ＰＣＦ）の両方を適用したものとも言える。しかしながら、先行技術文献調査では、前述の特許文献１に記載の反射防止フィルム（ＡＲ）と、前述の特許文献２に記載の輝度向上フィルム（ＰＣＦ）の両方を適用した液晶表示装置は発見されなかった。
この理由としては、輝度向上フィルム（ＰＣＦ）上に反射防止フィルム（ＡＲ）を配置することは、バックライト（ＢＬ）から照射された照射光が通過するフィルム数が増加するので、バックライト（ＢＬ）から照射された照射光の透過量が減少するので、液晶表示パネル（ＬＣＤ）の輝度向上に結びつかないものと考えられていたものと想定される。
しかしながら、出願人は、輝度向上フィルム（ＰＣＦ）上に反射防止フィルム（ＡＲ）を配置することにより、液晶表示パネル（ＬＣＤ）の輝度が向上することを見出して、本発明を成したものである。

本実施例によれば、反射防止フィルム（ＡＲ）により、第１偏光板（ＰＯＬ１）の表面で反射される反射光（図３のＲ−Ａに示す光）を抑制し、さらに、輝度向上フィルム（ＰＣＦ）を配置し、外光や第１基板（ＳＵＢ１）と第１偏光板（ＰＯＬ１）との界面で反射される反射光（図３のＲ−Ｂに示す光）を抑制するようにしたので、液晶表示パネルの輝度を向上させることが可能となる。

図６は、本発明の実施例の液晶表示装置における、バックライトから照射された照射光の利用状況を説明するための図であり、特に赤色、緑色、青色の光についての説明図である。
携帯用機器においては、図１に示す様に、バックライトの光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）が使用されている。特に、白色光源として白色発光ダイオードが使用されている。白色発光ダイオードは、一般的に、青色ＬＥＤ素子と、この青色ＬＥＤを覆う黄色蛍光体から構成される。白色発光ダイオードは、青色発光ダイオード素子を利用しているため、青色のスペクトルが強い傾向にある。このような白色光源は色調整が難しい。
バックライトとしての白色の照射光（ＲＹ１）は赤色照射光（ＲＹ１Ｒ）緑色照射光（ＲＹ１Ｇ）青色照射光（ＲＹ１Ｂ）を含む。このような発光ダイオード素子による光源を使用した場合、特に青色照射光（ＲＹ１Ｂ）量は、赤色照射光（ＲＹ１Ｒ）や緑色照射光（ＲＹ１Ｇ）よりも多くなる。
本発明による反射防止フィルム（ＡＲ）は青色の光（ＲＹ１Ｂ）の透過率を低く設定してある。このようにすることで、反射防止フィルム（ＡＲ）を通過し、第１偏光板（ＰＯＬ１）から出射した光（ＲＹ３１）は、反射防止フィルム（ＡＲ）によって赤色光（ＲＹ３１Ｒ）、緑色光（ＲＹ３１Ｇ）、青色光（ＲＹ３１Ｂ）の比率が適正に調節される。なお、反射防止膜（ＡＲ）は、膜構造を変更するだけで、青色だけでなく、赤色や緑色の透過率の制御も可能である。
本発明によれば反射防止フィルム（ＡＲ）で特定波長の光の透過率を制御することができるため、色調整が容易となる。

なお、本実施例では、バックライト（ＢＬ）の下側に配置された反射シート４を配置しているので、バックライト（ＢＬ）の光を効率よく、液晶表示パネル（ＬＣＤ）側へ送ることができるのでより効果的である。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。

本発明の実施例の液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施例の液晶表示装置における、バックライトから照射された照射光の利用状況を説明するためのブロック図である。 従来の液晶表示装置における、バックライトから照射された照射光の利用状況を説明するための図である。 特許文献１に記載された液晶表示装置における、バックライトから照射された照射光の利用状況を説明するための図である。 特許文献２に記載された液晶表示装置における、バックライトから照射された照射光の利用状況を説明するための図である。 本発明の実施例の液晶表示装置における、バックライトから照射された照射光の利用状況を説明するためのブロック図である。

符号の説明

２ 光学シート群（下拡散シート、２枚のレンズシート、上拡散シート）
３ 導光板
４ 反射シート４
ＬＥＤ 発光ダイオード（白色発光ダイオード）
ＢＬ バックライト
ＬＣＤ 液晶表示パネル
ＳＵＢ１ 第１基板（ＴＦＴ基板）
ＳＵＢ２ 第２基板（ＣＦ基板）
ＰＯＬ１ 第１偏光板
ＰＯＬ２ 第２偏光板
ＰＣＦ 輝度向上フィルム
ＡＲ 反射防止フィルム

Claims (5)

1. バックライトと、
   前記バックライト上に配置される液晶表示パネルとを備え、
   前記液晶表示装置は、前記バックライト側に配置される第１基板と、
   観察者側に配置される第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に挟持される液晶とを有し、
   前記第１基板上に配置される第１偏光板を有する液晶表示装置であって、
   前記第１偏光板上に配置される輝度向上フィルムと、
   前記輝度向上フィルム上に配置される反射防止フィルムとを有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第２基板上に配置される第２偏光板を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記バックライトは、導光板と、
   前記導光板上で、前記導光板の前記液晶表示パネルと反対側に配置される反射シートを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記バックライトは、前記導光板上で、前記導光板の前記液晶表示パネル側に配置される光学シート群と、
   前記導光板の一側面に配置される発光ダイオードを有することを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記発光ダイオードは、白色発光ダイオードであることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。

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