液晶表示装置
【課題】例えば１ｍｍ以下の厚みの薄い導光板を備え、製造コストの低い液晶表示装置を得ること。
【解決手段】本発明に係る液晶表示装置は第１の基板と第２の基板により液晶層を挟み込んだ構造の光スイッチング部材１と、光スイッチング部材１の背面側に配置された熱可塑性材料製の導光板１２０であって、その前面または背面の少なくともいずれか一の面の表面に形成された光を反射する光反射構造と、その少なくとも一側面に形成された前記導光板よりも厚い少なくとも一の光導入部分と、その少なくとも一の外周縁に形成され、前記導光板の厚み方向に突出する壁部分１３７と、を有する導光板１２０と、導光板１２０の少なくとも一の側面に配置された光源と、を備えた。
【解決手段】本発明に係る液晶表示装置は第１の基板と第２の基板により液晶層を挟み込んだ構造の光スイッチング部材１と、光スイッチング部材１の背面側に配置された熱可塑性材料製の導光板１２０であって、その前面または背面の少なくともいずれか一の面の表面に形成された光を反射する光反射構造と、その少なくとも一側面に形成された前記導光板よりも厚い少なくとも一の光導入部分と、その少なくとも一の外周縁に形成され、前記導光板の厚み方向に突出する壁部分１３７と、を有する導光板１２０と、導光板１２０の少なくとも一の側面に配置された光源と、を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置が携帯機器の情報表示装置として多用されている。そのような携帯機器を小型化するためには、液晶表示装置全体の厚みを薄くすることが求められる。
【０００３】
一方、液晶表示装置は自発光型ではないため、バックライトと呼ばれる面状照明装置を必要とすることが多い。携帯機器に用いられる液晶表示装置では、バックライトの厚さを薄くするため、面状照明装置として導光板の側面に光源を備える形式が知られている。このような面状照明装置では、導光板に、側面から導入された光をその前面に均等に散乱させる適宜の構造が設けられる。また、このような面状照明装置では、余計な光が画面内に写りこまないよう留意しなければならない。
【０００４】
例えば、特許文献１には、導光板の表面に、開口部両端にそれぞれ外側に向かって突出する突起を有する複数の溝を備えた液晶表示装置が開示されている。同発明では、かかる突起に入射した光は外方に出射し、反射体で乱反射した後、再度導光板に入光する。
【０００５】
また、特許文献２には、導光板の側面に光源を備えた液晶表示装置であって、フレキシブルプリント基板の色が画面内へ写りこまないよう、フレキシブルプリント基板上に遮光材を設けたものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−４３７１０号公報
【特許文献２】特開２００５−２５１６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、導光板はポリカーボネートやポリメチルメタクリレート等の透明熱可塑性樹脂を射出成型することにより製造される。しかしながら、かかる方法によっては、樹脂の金型内への充填が不十分となったり、製品の型からの剥離が困難であるなどの理由により、ある程度より薄い、例えば１ｍｍ以下の厚みの導光板を得ることが難しかった。
【０００８】
また、導光板を薄くすると撓みやすくなるため、液晶表示装置の枠を頑丈なものにする必要があり、コスト増となる懸念がある。
【０００９】
本発明はかかる観点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、例えば１ｍｍ以下の厚みの薄い導光板を備え、製造コストの低い液晶表示装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本出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、以下のとおりである。
【００１１】
（１）第１の基板と第２の基板により液晶層を挟み込んだ構造の光スイッチング部材と、前記光スイッチング部材の背面側に配置された熱可塑性材料製の導光板であって、その前面または背面の少なくともいずれか一の面の表面に形成された光を反射する光反射構造と、その少なくとも一側面に形成された前記導光板よりも厚い少なくとも一の光導入部分と、その少なくとも一の外周縁に形成され、前記導光板の厚み方向に突出する壁部分と、を有する導光板と、前記導光板の少なくとも一の側面に配置された光源と、を備えた液晶表示装置。
【００１２】
（２）（１）において、さらに、前記導光板の背面及び少なくとも一側面に、光を反射する反射部材を有する液晶表示装置。
【００１３】
（３）（２）において、前記反射部材は、前記導光板を収容する金属ケースである液晶表示装置。
【００１４】
（４）（２）において、前記反射部材は、前記導光板に貼付された反射シートである液晶表示装置。
【００１５】
（５）（２）において、前記反射部材は、前記導光板表面に施された表面処理層である液晶表示装置。
【発明の効果】
【００１６】
以上の本出願において開示される発明によれば、例えば１ｍｍ以下の厚みの薄い導光板を備え、製造コストの低い液晶表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置を示す平面図である。
【図２】光源である発光ダイオードの概略図である。
【図３】バックライトの概略図である。
【図４】溝で反射する光について説明する図である。
【図５】導光板の斜視図である。
【図６】導光板の入射面近傍の斜視図である。
【図７】レンズの形状を例示する図である。
【図８】図３のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図９】導光板の製造方法を説明する図である。
【図１０】光導入部分を有する導光板の形状を模式的に示した図である。
【図１１】光導入部分を有する導光板を作成する各種方法を示す図である。
【図１２】補助導光板又は遮光部材を用いた導光板における光の経路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下本発明の好適な実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る液晶表示装置１００を示す平面図である。液晶表示装置１００は光スイッチング部材１とバックライト１１０と制御回路８０とで構成される。制御回路８０からは液晶表示装置１００の表示に必要な信号及び、電源電圧が供給される。制御回路８０はフレキシブル基板７０に搭載されており、配線７１、端子７５を介して信号が光スイッチング部材１に伝達される。
【００２０】
バックライト１１０は、導光板１２０と光源である発光ダイオード１５０と金属ケース１８０とから構成されている。バックライト１１０は光スイッチング部材１に光を照射する目的で設けられる。光スイッチング部材１ではバックライト１１０から照射された光の透過量を制御して表示を行う。なお、バックライト１１０は観察者に対して光スイッチング部材１に重ねて設けられるが、図１では解り易くするために、光スイッチング部材１と並べて示している。なお、以後本明細書中では、液晶表示装置１００が観察者に向き合う方向を前面側、その反対の方向を背面側と呼び、液晶表示装置１００の前面側の面を前面、背面側の面を背面と呼ぶ。バックライト１１０は、通常光スイッチング部材１の背面側に配置されるが、前面側に配置するものであってもよい。その場合には、光スイッチング部材１はバックライト１１０から照射された光の反射量を制御することになる。
【００２１】
導光板１２０はほぼ矩形の形状をしており、その一側面である入射面１２５に対向して発光ダイオード１５０が設けられる。符号１６０は、複数の発光ダイオード１５０の間を電気的に接続するフレキシブル基板である。フレキシブル基板１６０と制御回路８０との間は配線１６１で電気的に接続されている。
【００２２】
入射面１２５から導光板１２０に入射した光は、導光板の前面である出射面１２１から出射する。入射面１２５と出射面１２１の間には傾斜面１２７が形成されており、入射面１２５から出射面１２１に光を導いている。入射面１２５と傾斜面１２７とは入光部１２４を形成しており、発光ダイオード１５０からの光を効率良く出射面１２１に伝えている。なお、入射面１２５及び入光部１２４の詳細については後述する。
【００２３】
次に光スイッチング部材１について説明する。光スイッチング部材１はＴＦＴ基板２とカラーフィルタ基板３の２枚の基板を有し、重ねた２枚の基板の間には、液晶組成物が挟さまれている。ＴＦＴ基板２には複数の画素部８が設けられ、それぞれの画素部８には画素電極１２が設けられている。そして、複数の画素部８は表示領域９内において格子状に配列されており、各画素部８がバックライト１１０からの光の透過量を制御する光スイッチング素子として機能することで、液晶表示装置１００の画素として機能し、表示領域９に画像を形成する。なお、図が煩雑になることを避けるため、図１では画素部８を１つだけ図示している。
【００２４】
図１においては、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線（走査線とも呼ぶ）２１と、ｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン信号線（映像信号線とも呼ぶ）２２とが設けられており、ゲート信号線２１とドレイン信号線２２とは交差している。また、画素部８はゲート信号線２１とドレイン信号線２２とで囲まれる領域に形成されている。
【００２５】
画素部８にはＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチング素子１０が設けられている。ゲート信号線２１からは制御信号が供給され、スイッチング素子１０のオン・オフが制御される。スイッチング素子１０がオン状態となることで、ドレイン信号線２２を介して伝送された映像信号が画素電極１２に供給される。
【００２６】
ドレイン信号線２２は駆動回路５に接続されており、駆動回路５から映像信号が出力される。ゲート信号線２１は駆動回路６に接続されており、駆動回路６からは制御信号が出力される。なお、ゲート信号線２１、ドレイン信号線２２及び、駆動回路５及び駆動回路６とは同じＴＦＴ基板２上に形成されている。また、駆動回路５と駆動回路６、さらに制御回路８０とを１つの半導体チップ上に形成することも可能である。
【００２７】
なお、光スイッチング部材１における液晶の駆動方式は特に限定されない。ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式等公知のいずれの方式を用いても差し支えない。
【００２８】
次に図２に光源である発光ダイオード１５０の概略図を示す。図２（ａ）は概略断面図、図２（ｂ）は光出射側正面図を示す。
【００２９】
発光ダイオード１５０は発光部である発光ダイオードチップ１５１がチップ基板１５４に搭載された構造をしている。発光ダイオードチップ１５１はｐｎ接合を有し、ｐｎ接合に電圧を印加すると特定の波長で発光する。ｐｎ接合を形成するｐ型半導体層にはｐ電極（アノード）１５８と、ｎ型半導体層にはｎ電極（カソード）１５９とがそれぞれ設けられる。
【００３０】
ｐ電極１５８と、ｎ電極１５９にはワイヤ１５２が接続されている。ワイヤ１５２は発光ダイオード１５０を外部と接続するために設けられたチップ端子１５３とｐ電極１５８及びｎ電極１５９とを電気的に接続する。
【００３１】
発光ダイオードチップ１５１の出射面側には、蛍光発光部１５６が設けられる場合もある。蛍光発光部１５６は発光ダイオードチップ１５１から発光する光の波長を変換する機能を有している。符号１５５は反射部で光を前方に反射させる。ＬＥＤ１５０の正面側には光が出射する出射面１５７が形成されている。
【００３２】
次に、図３にバックライト１１０の概略図を示す。図３（ａ）はバックライト１１０の概略平面図、図３（ｂ）はＡ−Ａ線における断面図を示す。導光板１２０は図３（ａ）に示すように略矩形をしており、図３（ｂ）に示すように前面である出射面１２１と背面１２２とを有している。導光板１２０はポリカーボネートやポリメチルメタクリレート等の光を透過する熱可塑性材料からなり、シート状である。その厚みは、好適には１．０ｍｍから０．１ｍｍである。なお、ここで導光板２１０の厚みとは、出射面１２１と背面１２２との間隔を指す。また、導光板１２０外周縁である３辺には、図示するように、後述する壁部分１３７が設けられている。
【００３３】
図３（ｂ）では、導光板１２０の断面は略矩形であるが、入射面１２５から出射面１２１に向けてなだらかに連続するよう傾斜面１２７が形成されている。そして、傾斜面１２７は図３（ａ）に示されるように、導光板１２０を平面視した際に、発光ダイオード１５０からその光軸方向に遠ざかる方向（図中ｘ方向）にハ字状に広がる形状を有している。傾斜面１２７は導光板１２０の出射面１２１における厚さに対して発光ダイオード１５０の厚さが、厚い場合に有効である。
【００３４】
図３（ｂ）では、導光板１２０、発光ダイオード１５０、フレキシブル基板１６０、金属ケース１８０の位置関係が示されている。導光板１２０の少なくとも一辺には入射面１２５が設けられており、入射面１２５の近傍には、複数の発光ダイオード１５０が設けられている。発光ダイオード１５０はフレキシブル基板１６０の下側に入射面１２５に沿って並べられている。そして金属ケース１８０は導光板１２０、発光ダイオード１５０を収容している。
【００３５】
フレキシブル基板１６０の導光板１２０側には両面粘着テープなどの中間部材（図示せず）が設けられており、フレキシブル基板１６０を導光板１２０に接着、固定することで、入射面１２５に対して発光ダイオード１５０の位置を合わせている。
【００３６】
次に図３（ｂ）を用いて発光ダイオード１５０から出光する光１４０について説明する。発光ダイオード１５０から出射した光１４０は、入射面１２５より導光板１２０に入射する。導光板１２０の屈折率は空気よりも大きいため、入射面１２５の垂線方向に対し特定の角度より大きい角度で入射面１２５に到達した光１４０は反射され、小さい角度で到達した光１４０は導光板１２０内部に侵入する。
【００３７】
導光板１２０の出射面１２１と背面１２２とは入射面１２５に対して略直交しており、導光板１２０内部に入射した光は、導光板１２０の出射面１２１と背面１２２で全反射を繰り返して導光板１２０内部を進む。背面１２２には反射部としてＶ字型の溝１２６が設けられている。導光板１２０を進む光１４０の一部は、背面１２２に設けられた溝１２６で出射面１２１側に向け反射され、出射面１２１から出射する。溝１２６は、発光ダイオード１５０の光軸方向に対し略直交する向きに設けられている。
【００３８】
次に図４を用いて溝１２６で反射する光１４０について説明する。同図中には、導光板１２０の他に、プリズムシート１１２及び１１３、拡散板１１４及び金属ケース１８０が示されている。また、発光ダイオード１５０は図中左側に配置されているものとする。溝１２６は、導光板１２０の背面１２２上に形成された光反射構造であり、発光ダイオード１５０の光軸方向に向かって順に、背面１２２からその外側に突出する第１の盛り上がり面１２８、第１の盛り上がり面から連続し、背面１２２の内側に進入する第１の光反射面１２９、第１の光反射面１２９から連続し、背面１２２の外側に突出する第２の光反射面１３０、第２の光反射面から連続し、背面１２２に連続する第２の盛り上がり面１３１から成っている。第１の光反射面１２９及び第２の光反射面１３０は、背面１２２に対して１度から３５度の角度を有している。本実施形態においては、発光ダイオード１５０から出射し、導光板１２０内部を進んできた光１４０は、主として第１の光反射面１２９で反射し、出射面１２１から出射可能な角度にその進行方向を変える。すなわち、前述したように導光板１２０内では光１４０は全反射を繰り返し、発光ダイオード１５０の光軸方向に向かい進むが、主として第１の光反射面１２９により、光１４０は出射可能な角度となり導光板１２０の出射面１２１から出射する。このように、盛り上がり面１２８，１３１を設けると、導光板１２０が薄くとも光反射面１２９，１３０の大きさを十分なものとすることができる。
【００３９】
なお、同図の右側にもさらに光源である発光ダイオード１５０を配置すると、第２の光反射面１３０は第１の光反射面１２９と同様に機能することは言うまでもない。
【００４０】
また、本実施形態では、導光板１２０の出射面１２１にも背面１２２の溝１２６と同様の表面構造である溝１３２が、溝１２６と略直交するように設けられている。溝１２６は、第１の光反射面１２９により反射された光１４０を、導光板１２０の前面側へと屈折させる作用を有する。導光板１２０から出射した光１４０は、拡散板１１４により拡散されたのち、プリズムシート１１３及び１１２によりその向きを導光板１２０の前面側へと向けられる。なお、プリズムシート１１３及び１１２は、その表面に三角柱状の表面構造を有する透明シートであり、その三角柱状の表面構造の向きが互いに直交するように配置されている。金属ケース１８０は、導光板１２０の背面に出射した光１４０を反射させ、再度導光板１２０に導入する。なお、プリズムシート１１３と溝１３２はその作用効果が類似しているため、不必要であればその何れか片方を省略しても差し支えない。
【００４１】
また、本実施形態では導光板１２０が薄く変形しやすいが、第１の盛り上がり面１２８と第１の光反射面１２９あるいは第２の盛り上がり面１３１と第２の光反射面１３０により形成される突起１３３が導光板１２０と金属ケース１８０との密着を妨げる。それにより、導光板１２０と反射シート１１５が密着することにより生じる輝度分布のムラや光漏れを抑える効果がある。
【００４２】
図５は、導光板１２０の斜視図である。同図に明瞭に示されるように、本実施形態に係る導光板１２０は、入射面１２５近傍に設けられた少なくとも一の（本実施形態では３）光導入部分１３４と、三辺の外周縁に設けられた壁部分１３７を有している。
【００４３】
図６は、導光板１２０の入射面１２５近傍の斜視図である。入射面１２５には、複数の光導入部分１３４と、光非導入部分１３５が設けられている。光導入部分１３４は、その厚みが導光板１２０の厚みより厚い。そして、光非導入部分は、光導入部分１３４に挟まれた部分と光導入部分１３４と導光板１２０の端部に挟まれた部分に設けられており、その厚みは導光板１２０の厚みより薄くなっている。そのため、入射面１２５はその法線方向からみると、導光板１２０の前面側に凹凸を有する形状となる。その際、光導入部分１３４が凸部に、光非導入部分１３５が凹部に該当する。光導入部分１３４の前面側端辺は、傾斜面１２７によりなだらかに出射面１２１に連続するよう接続されている。一方、光非導入部分１３５の前面側端辺は、凹面１３６により出射面１２１に平行に接続されており、その接続部には段差が形成されている。入射面１２５の光導入部分１３４には、レンズ１２３が設けられている。レンズ１２３は光導入部分１３４から入射する光を散乱させる働きをする。光導入部分１３４から入射した光は、傾斜面１２７を経て出射面１２１に導かれる。これらの光導入部分１３４及び光非導入部分１３５から成る入射面１２５、傾斜面１２７及び凹面１３６により入光部１２４が形成される。
【００４４】
このように、光導入部分１３４の厚みを導光板１２０の厚みより厚くすることにより、発光ダイオード１５０より薄い導光板１２０を用いることができる。好適には、光導入部分１３４の厚みは発光ダイオード１５０の厚みと略等しくされる。
【００４５】
レンズ１２３の形状は種々のものを採用することができるが、導光板１２０の厚み方向に延伸する形状のものとすることが良い。これは後述するように、導光板１２０をプレス加工で形成する際、型から剥離しやすいためである。レンズ１２３の形状としては、例えば、図１０に示すように、その断面が三角形のもの（ａ）、半円状のシリンドリカルレンズを複数つなぎ合わせた形状のもの（ｂ）等を例示することができる。加工の容易さを考慮すると、レンズの角部に丸みが付いている形状を選択することが好ましいが、一般的なレンチキュラーレンズの形状や鋸歯状の形状としても一向に差し支えない。もちろん、導光板１２０の成形上問題がなければ、レンズ１２３をどのような形状としても良いことは言うまでもない。
【００４６】
図８は、図３のＢ−Ｂ線における断面図である。図示するように、導光板１２０の厚み方向に突出する壁部分１３７は、光学シート類、すなわち、プリズムシート１１２，１１３及び拡散板１１４を収容し、その位置ずれを防ぐと同時に、導光板１２０の剛性を高める役割を果たす。これにより、本実施形態の液晶表示装置１００は、枠を不要とし、部品点数を削減できるため、製造コストを低減できる。なお、本実施形態では、壁部分１３７は導光板１２０の周縁部の３辺に跨り連続するコ字状の形状としたが、各辺ごとに独立して、すなわち、連続させずに設けてもよい。また、３辺でなく、相対する２辺に設けてもよい。また、各辺の壁部分を、複数に分割して設けることもできる。
【００４７】
金属ケース１８０は、導光板１２０の側面をも覆う箱型の形状であり、導光板１２０の背面及び側面から外部に漏れ出た光を反射させる反射部材として機能し、再度導光板１２０に入光させることにより、光利用効率を高めると同時に、導光板１２０の剛性をさらに高める役割を果たす。金属ケース１８０は、好適には、アルミ製である。なお、導光板１２０が単独で十分な剛性を確保できる場合には、金属ケース１８０に換えて、アルミ蒸着フィルムなどの可撓性の反射シートを導光板１２０に貼り付けるようにしても良い。その際、導光板１２０の側面において、反射シートを導光板１２０に貼付けるようにすると、導光板１２０の側面から外部への光の漏れを防止できるため好ましい。もちろん、導光板１２０の底面であって、発光領域の外側において貼付けても良い。貼付方法は、両面粘着テープや粘着剤など公知の種々の方法を用いることができる。あるいは、導光板１２０の背面及び側面に、光を反射する表面処理を施すようにしても良い。そのような表面処理としては、例えば、めっきまたは蒸着などの方法による金属反射膜のコーティング処理、光を反射する塗料の塗布などを挙げることができる。
【００４８】
遮光テープ１８１は、黒色の両面粘着テープであり、バックライト１１０と光スイッチング部材とを接着固定するためのものである。遮光テープ１８１は、液晶表示装置１００の画像表示領域の外側において、バックライト１１０と光スイッチング部材とを固定し、かつ光漏れを防ぐことができるものであればどのような手段により代替してもかまわない。
【００４９】
次に、導光板１２０の製造方法を図９を参照して説明する。導光板１２０は次の各工程から成る方法により形成される。
第１の工程：熱可塑性材料製のシート１７０を加熱して軟化させる（加熱工程）。加熱温度は、シート１７０がポリカーボネートやポリメチルメタクリレート等の熱可塑性樹脂である場合はその軟化点以上に、シート１７０がガラスである場合にはそのガラス転移点以上に設定するとよい。
第２の工程：シート１７０を型１７１内に収容し、押圧する（押圧工程）。型１７１は好適には金属製の金型であり、その内面には、完成後の導光板１２０と相補的な形状の凹凸が形成されている。図９（ａ）に示すようにシート１７０を型１７１内に載置し、同図（ｂ）に示すように四方から押圧し、シート１７０に圧力を加え、押しつぶす。このようにすると、図中矢印１７２に示すようにシート１７０を構成する熱可塑性材料は同図に示すように流動し、導光板１２０の出射面１２１に対応する部分では熱可塑性材料が流出してその厚みを減じるのに対し、導光板１２０の光導入部分１３４に対応する部分では熱可塑性材料が流入してその厚みが増す。このようにすれば、厚みが１．０ｍｍから０．１ｍｍ程度の薄いシート１７０を、いずれの部分も欠けることなく導光板１２０へと成形できる。本実施形態では、厚みが０．３ｍｍのポリメチルメタクリレートのシートを厚みが０．２５ｍｍとなるまでプレスした。
第３の工程：シート１７０を型から剥離する（剥離工程）。この際、必要であればシート１７０を冷却してもよい。
【００５０】
なお、本方法による導光板１２０の製造にあたっては、１のシート１７０から１の導光板１２０を得るようにしてもよいし、１のシート１７０から多数の導光板１２０を切り出す、いわゆる多面取りを行ってもよい。その場合には、第４の工程として、シート１７０の外周を切り抜き、入光部１２４を有する導光板１２０を得る切り抜き工程が追加されることになる。切り抜きは、スライサーなどを用いた切断加工によって行っても良いし、ポンチを用いた打ち抜き加工によって行っても良い。
【００５１】
ところで、発光ダイオード１５０より薄い導光板１２０を使用するためには、本実施形態のように、導光板１２０の端部に、導光板１２０より厚い一以上の光導入部分１３４を設ける必要がある。図１０は、そのような光導入部分１３４を有する導光板１２０の形状を模式的に示した図である。そして、本実施形態では、前述したように、光導入部分１３４をプレス加工により成形した。そのようにすると、光導入部分１３４内部での光の反射や屈折を生じる不連続面がなく、光を導く性能において優れた導光板１２０が得られる。しかし、光導入部分１３４を有する導光板１２０を作成する方法はプレス加工に限られない。
【００５２】
図１１は、光導入部分１３４を有する導光板１２０を作成する各種方法を示す図である。同図（ａ）は、略平板状の導光板シート１９０に楔形状の補助導光板１９１を取り付ける方法を示している。導光板シート１９０は、その表面に光を反射する溝１２６，１３２（図示せず）が形成されている。そして、補助導光板１９１は、導光板シート１９０の端部に何らかの方法、例えば、両面テープ又は接着剤による接着や熱融着により固定される。導光板シート１９０と補助導光板１９１との境界面はできる限り光の反射や屈折を起こさないことが好ましいので、導光板シート１９０と補助導光板１９１とは同じ材質とするか、屈折率の近い材質とすることが好ましい。また、固定の方法は、透明な接着剤による全面接着や熱融着が好ましい。このようにすると、導光板シート１９０として略平面状の部材を使用できるので、加工が容易である。また、同図（ｂ）は、補助導光板１９１として、平板形状のものを使用した場合を示す。このようにすると、同図（ａ）の場合に比して光を導く性能においてやや劣るものの、補助導光板１９１に単純な平板形状のものを用いることができるので、加工が容易である利点がある。
【００５３】
図１２（ａ）は、補助導光板１９１を用いた導光板１２０における光の経路を示す図である。図中矢印で示すように、発光ダイオード１５０を出た光は、導光板シート１９０内へと導かれる。
【００５４】
図１１に戻り、同図（ｃ）は、補助導光板１９１に換え、遮光部材１９２を使用した場合を示す。遮光部材は、平板状の樹脂を黒色に着色したものなど光を吸収又は反射する性質を有する材料からなり、好ましくは、平板形状である。遮光部材１９２を導光板シート１９０の端部に取り付けると、図１２（ｂ）に示すように、導光板シート１９０の上側の外部において発光ダイオード１５０を出た光は、遮光部材１９２に遮られ又は反射させられ、導光板シート１９０上部へ漏れることはない。このようにすると、発光ダイオード１５０を出た光の一部を遮り又は反射するため、光の利用効率という点では前述の図１１（ａ）又は（ｂ）の場合に比べ劣るが、簡易かつ安価に光漏れのない導光板１２０を得られるという利点がある。
【００５５】
なお、図１０〜１２では、光導入部分１３４が単一である形状の導光板１２０を示したが、図１〜９を用いて説明した実施形態のように、光導入部分１３４を複数設けるようにしても良い。その場合、補助導光板１９１の形状を、平面視において、発光ダイオード１５０からその光軸方向に遠ざかる方向にハ字状に広がる形状とすることが好ましい。
【符号の説明】
【００５６】
１ 光スイッチング部材、２ ＴＦＴ基板、３ カラーフィルタ基板、４ 偏光板、５ 駆動回路、６ 駆動回路、７ 偏光板、８ 画素部、９ 表示領域、１０ スイッチング素子、１２ 画素電極、２１ ゲート信号線、２２ ドレイン信号線、７０ フレキシブル基板、７１ 配線、７５ 端子、８０ 制御回路、１００ 液晶表示装置、１１０ バックライト、１１２ プリズムシート、１１３ プリズムシート、１１４ 拡散板、１１５ 反射シート、１１６ 非対称プリズムシート、１２０ 導光板、１２１ 出射面、１２２ 背面、１２３ レンズ、１２４ 入光部、１２５ 入射面、１２６ 溝、１２７ 傾斜面、１２８ 第１の盛り上がり面、１２９ 第１の光反射面、１３０ 第２の光反射面、１３１ 第２の盛り上がり面、１３２ 溝、１３３ 突起、１３４ 光導入部分、１３５ 光非導入部分、１３６ 凹面、１３７ 壁部分、１４０ 光、１５０ 発光ダイオード、１５１ 発光ダイオードチップ、１５２ ワイヤ、１５３ チップ端子、１５４ チップ基板、１５５ 反射部、１５６ 蛍光発光部、１５７ 出射面、１５８ ｐ電極、１５９ ｎ電極、１６０ フレキシブル基板、１６１ 配線、１６２ 中間部材、１６３ スペーサ、１７０ シート、１７１ 型、１７２ 矢印、１８０ 金属ケース、１８１ 遮光テープ、１９０ 導光板シート、１９１ 補助導光板、１９２ 遮光部材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置が携帯機器の情報表示装置として多用されている。そのような携帯機器を小型化するためには、液晶表示装置全体の厚みを薄くすることが求められる。
【０００３】
一方、液晶表示装置は自発光型ではないため、バックライトと呼ばれる面状照明装置を必要とすることが多い。携帯機器に用いられる液晶表示装置では、バックライトの厚さを薄くするため、面状照明装置として導光板の側面に光源を備える形式が知られている。このような面状照明装置では、導光板に、側面から導入された光をその前面に均等に散乱させる適宜の構造が設けられる。また、このような面状照明装置では、余計な光が画面内に写りこまないよう留意しなければならない。
【０００４】
例えば、特許文献１には、導光板の表面に、開口部両端にそれぞれ外側に向かって突出する突起を有する複数の溝を備えた液晶表示装置が開示されている。同発明では、かかる突起に入射した光は外方に出射し、反射体で乱反射した後、再度導光板に入光する。
【０００５】
また、特許文献２には、導光板の側面に光源を備えた液晶表示装置であって、フレキシブルプリント基板の色が画面内へ写りこまないよう、フレキシブルプリント基板上に遮光材を設けたものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−４３７１０号公報
【特許文献２】特開２００５−２５１６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、導光板はポリカーボネートやポリメチルメタクリレート等の透明熱可塑性樹脂を射出成型することにより製造される。しかしながら、かかる方法によっては、樹脂の金型内への充填が不十分となったり、製品の型からの剥離が困難であるなどの理由により、ある程度より薄い、例えば１ｍｍ以下の厚みの導光板を得ることが難しかった。
【０００８】
また、導光板を薄くすると撓みやすくなるため、液晶表示装置の枠を頑丈なものにする必要があり、コスト増となる懸念がある。
【０００９】
本発明はかかる観点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、例えば１ｍｍ以下の厚みの薄い導光板を備え、製造コストの低い液晶表示装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本出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、以下のとおりである。
【００１１】
（１）第１の基板と第２の基板により液晶層を挟み込んだ構造の光スイッチング部材と、前記光スイッチング部材の背面側に配置された熱可塑性材料製の導光板であって、その前面または背面の少なくともいずれか一の面の表面に形成された光を反射する光反射構造と、その少なくとも一側面に形成された前記導光板よりも厚い少なくとも一の光導入部分と、その少なくとも一の外周縁に形成され、前記導光板の厚み方向に突出する壁部分と、を有する導光板と、前記導光板の少なくとも一の側面に配置された光源と、を備えた液晶表示装置。
【００１２】
（２）（１）において、さらに、前記導光板の背面及び少なくとも一側面に、光を反射する反射部材を有する液晶表示装置。
【００１３】
（３）（２）において、前記反射部材は、前記導光板を収容する金属ケースである液晶表示装置。
【００１４】
（４）（２）において、前記反射部材は、前記導光板に貼付された反射シートである液晶表示装置。
【００１５】
（５）（２）において、前記反射部材は、前記導光板表面に施された表面処理層である液晶表示装置。
【発明の効果】
【００１６】
以上の本出願において開示される発明によれば、例えば１ｍｍ以下の厚みの薄い導光板を備え、製造コストの低い液晶表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置を示す平面図である。
【図２】光源である発光ダイオードの概略図である。
【図３】バックライトの概略図である。
【図４】溝で反射する光について説明する図である。
【図５】導光板の斜視図である。
【図６】導光板の入射面近傍の斜視図である。
【図７】レンズの形状を例示する図である。
【図８】図３のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図９】導光板の製造方法を説明する図である。
【図１０】光導入部分を有する導光板の形状を模式的に示した図である。
【図１１】光導入部分を有する導光板を作成する各種方法を示す図である。
【図１２】補助導光板又は遮光部材を用いた導光板における光の経路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下本発明の好適な実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る液晶表示装置１００を示す平面図である。液晶表示装置１００は光スイッチング部材１とバックライト１１０と制御回路８０とで構成される。制御回路８０からは液晶表示装置１００の表示に必要な信号及び、電源電圧が供給される。制御回路８０はフレキシブル基板７０に搭載されており、配線７１、端子７５を介して信号が光スイッチング部材１に伝達される。
【００２０】
バックライト１１０は、導光板１２０と光源である発光ダイオード１５０と金属ケース１８０とから構成されている。バックライト１１０は光スイッチング部材１に光を照射する目的で設けられる。光スイッチング部材１ではバックライト１１０から照射された光の透過量を制御して表示を行う。なお、バックライト１１０は観察者に対して光スイッチング部材１に重ねて設けられるが、図１では解り易くするために、光スイッチング部材１と並べて示している。なお、以後本明細書中では、液晶表示装置１００が観察者に向き合う方向を前面側、その反対の方向を背面側と呼び、液晶表示装置１００の前面側の面を前面、背面側の面を背面と呼ぶ。バックライト１１０は、通常光スイッチング部材１の背面側に配置されるが、前面側に配置するものであってもよい。その場合には、光スイッチング部材１はバックライト１１０から照射された光の反射量を制御することになる。
【００２１】
導光板１２０はほぼ矩形の形状をしており、その一側面である入射面１２５に対向して発光ダイオード１５０が設けられる。符号１６０は、複数の発光ダイオード１５０の間を電気的に接続するフレキシブル基板である。フレキシブル基板１６０と制御回路８０との間は配線１６１で電気的に接続されている。
【００２２】
入射面１２５から導光板１２０に入射した光は、導光板の前面である出射面１２１から出射する。入射面１２５と出射面１２１の間には傾斜面１２７が形成されており、入射面１２５から出射面１２１に光を導いている。入射面１２５と傾斜面１２７とは入光部１２４を形成しており、発光ダイオード１５０からの光を効率良く出射面１２１に伝えている。なお、入射面１２５及び入光部１２４の詳細については後述する。
【００２３】
次に光スイッチング部材１について説明する。光スイッチング部材１はＴＦＴ基板２とカラーフィルタ基板３の２枚の基板を有し、重ねた２枚の基板の間には、液晶組成物が挟さまれている。ＴＦＴ基板２には複数の画素部８が設けられ、それぞれの画素部８には画素電極１２が設けられている。そして、複数の画素部８は表示領域９内において格子状に配列されており、各画素部８がバックライト１１０からの光の透過量を制御する光スイッチング素子として機能することで、液晶表示装置１００の画素として機能し、表示領域９に画像を形成する。なお、図が煩雑になることを避けるため、図１では画素部８を１つだけ図示している。
【００２４】
図１においては、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線（走査線とも呼ぶ）２１と、ｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン信号線（映像信号線とも呼ぶ）２２とが設けられており、ゲート信号線２１とドレイン信号線２２とは交差している。また、画素部８はゲート信号線２１とドレイン信号線２２とで囲まれる領域に形成されている。
【００２５】
画素部８にはＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチング素子１０が設けられている。ゲート信号線２１からは制御信号が供給され、スイッチング素子１０のオン・オフが制御される。スイッチング素子１０がオン状態となることで、ドレイン信号線２２を介して伝送された映像信号が画素電極１２に供給される。
【００２６】
ドレイン信号線２２は駆動回路５に接続されており、駆動回路５から映像信号が出力される。ゲート信号線２１は駆動回路６に接続されており、駆動回路６からは制御信号が出力される。なお、ゲート信号線２１、ドレイン信号線２２及び、駆動回路５及び駆動回路６とは同じＴＦＴ基板２上に形成されている。また、駆動回路５と駆動回路６、さらに制御回路８０とを１つの半導体チップ上に形成することも可能である。
【００２７】
なお、光スイッチング部材１における液晶の駆動方式は特に限定されない。ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式等公知のいずれの方式を用いても差し支えない。
【００２８】
次に図２に光源である発光ダイオード１５０の概略図を示す。図２（ａ）は概略断面図、図２（ｂ）は光出射側正面図を示す。
【００２９】
発光ダイオード１５０は発光部である発光ダイオードチップ１５１がチップ基板１５４に搭載された構造をしている。発光ダイオードチップ１５１はｐｎ接合を有し、ｐｎ接合に電圧を印加すると特定の波長で発光する。ｐｎ接合を形成するｐ型半導体層にはｐ電極（アノード）１５８と、ｎ型半導体層にはｎ電極（カソード）１５９とがそれぞれ設けられる。
【００３０】
ｐ電極１５８と、ｎ電極１５９にはワイヤ１５２が接続されている。ワイヤ１５２は発光ダイオード１５０を外部と接続するために設けられたチップ端子１５３とｐ電極１５８及びｎ電極１５９とを電気的に接続する。
【００３１】
発光ダイオードチップ１５１の出射面側には、蛍光発光部１５６が設けられる場合もある。蛍光発光部１５６は発光ダイオードチップ１５１から発光する光の波長を変換する機能を有している。符号１５５は反射部で光を前方に反射させる。ＬＥＤ１５０の正面側には光が出射する出射面１５７が形成されている。
【００３２】
次に、図３にバックライト１１０の概略図を示す。図３（ａ）はバックライト１１０の概略平面図、図３（ｂ）はＡ−Ａ線における断面図を示す。導光板１２０は図３（ａ）に示すように略矩形をしており、図３（ｂ）に示すように前面である出射面１２１と背面１２２とを有している。導光板１２０はポリカーボネートやポリメチルメタクリレート等の光を透過する熱可塑性材料からなり、シート状である。その厚みは、好適には１．０ｍｍから０．１ｍｍである。なお、ここで導光板２１０の厚みとは、出射面１２１と背面１２２との間隔を指す。また、導光板１２０外周縁である３辺には、図示するように、後述する壁部分１３７が設けられている。
【００３３】
図３（ｂ）では、導光板１２０の断面は略矩形であるが、入射面１２５から出射面１２１に向けてなだらかに連続するよう傾斜面１２７が形成されている。そして、傾斜面１２７は図３（ａ）に示されるように、導光板１２０を平面視した際に、発光ダイオード１５０からその光軸方向に遠ざかる方向（図中ｘ方向）にハ字状に広がる形状を有している。傾斜面１２７は導光板１２０の出射面１２１における厚さに対して発光ダイオード１５０の厚さが、厚い場合に有効である。
【００３４】
図３（ｂ）では、導光板１２０、発光ダイオード１５０、フレキシブル基板１６０、金属ケース１８０の位置関係が示されている。導光板１２０の少なくとも一辺には入射面１２５が設けられており、入射面１２５の近傍には、複数の発光ダイオード１５０が設けられている。発光ダイオード１５０はフレキシブル基板１６０の下側に入射面１２５に沿って並べられている。そして金属ケース１８０は導光板１２０、発光ダイオード１５０を収容している。
【００３５】
フレキシブル基板１６０の導光板１２０側には両面粘着テープなどの中間部材（図示せず）が設けられており、フレキシブル基板１６０を導光板１２０に接着、固定することで、入射面１２５に対して発光ダイオード１５０の位置を合わせている。
【００３６】
次に図３（ｂ）を用いて発光ダイオード１５０から出光する光１４０について説明する。発光ダイオード１５０から出射した光１４０は、入射面１２５より導光板１２０に入射する。導光板１２０の屈折率は空気よりも大きいため、入射面１２５の垂線方向に対し特定の角度より大きい角度で入射面１２５に到達した光１４０は反射され、小さい角度で到達した光１４０は導光板１２０内部に侵入する。
【００３７】
導光板１２０の出射面１２１と背面１２２とは入射面１２５に対して略直交しており、導光板１２０内部に入射した光は、導光板１２０の出射面１２１と背面１２２で全反射を繰り返して導光板１２０内部を進む。背面１２２には反射部としてＶ字型の溝１２６が設けられている。導光板１２０を進む光１４０の一部は、背面１２２に設けられた溝１２６で出射面１２１側に向け反射され、出射面１２１から出射する。溝１２６は、発光ダイオード１５０の光軸方向に対し略直交する向きに設けられている。
【００３８】
次に図４を用いて溝１２６で反射する光１４０について説明する。同図中には、導光板１２０の他に、プリズムシート１１２及び１１３、拡散板１１４及び金属ケース１８０が示されている。また、発光ダイオード１５０は図中左側に配置されているものとする。溝１２６は、導光板１２０の背面１２２上に形成された光反射構造であり、発光ダイオード１５０の光軸方向に向かって順に、背面１２２からその外側に突出する第１の盛り上がり面１２８、第１の盛り上がり面から連続し、背面１２２の内側に進入する第１の光反射面１２９、第１の光反射面１２９から連続し、背面１２２の外側に突出する第２の光反射面１３０、第２の光反射面から連続し、背面１２２に連続する第２の盛り上がり面１３１から成っている。第１の光反射面１２９及び第２の光反射面１３０は、背面１２２に対して１度から３５度の角度を有している。本実施形態においては、発光ダイオード１５０から出射し、導光板１２０内部を進んできた光１４０は、主として第１の光反射面１２９で反射し、出射面１２１から出射可能な角度にその進行方向を変える。すなわち、前述したように導光板１２０内では光１４０は全反射を繰り返し、発光ダイオード１５０の光軸方向に向かい進むが、主として第１の光反射面１２９により、光１４０は出射可能な角度となり導光板１２０の出射面１２１から出射する。このように、盛り上がり面１２８，１３１を設けると、導光板１２０が薄くとも光反射面１２９，１３０の大きさを十分なものとすることができる。
【００３９】
なお、同図の右側にもさらに光源である発光ダイオード１５０を配置すると、第２の光反射面１３０は第１の光反射面１２９と同様に機能することは言うまでもない。
【００４０】
また、本実施形態では、導光板１２０の出射面１２１にも背面１２２の溝１２６と同様の表面構造である溝１３２が、溝１２６と略直交するように設けられている。溝１２６は、第１の光反射面１２９により反射された光１４０を、導光板１２０の前面側へと屈折させる作用を有する。導光板１２０から出射した光１４０は、拡散板１１４により拡散されたのち、プリズムシート１１３及び１１２によりその向きを導光板１２０の前面側へと向けられる。なお、プリズムシート１１３及び１１２は、その表面に三角柱状の表面構造を有する透明シートであり、その三角柱状の表面構造の向きが互いに直交するように配置されている。金属ケース１８０は、導光板１２０の背面に出射した光１４０を反射させ、再度導光板１２０に導入する。なお、プリズムシート１１３と溝１３２はその作用効果が類似しているため、不必要であればその何れか片方を省略しても差し支えない。
【００４１】
また、本実施形態では導光板１２０が薄く変形しやすいが、第１の盛り上がり面１２８と第１の光反射面１２９あるいは第２の盛り上がり面１３１と第２の光反射面１３０により形成される突起１３３が導光板１２０と金属ケース１８０との密着を妨げる。それにより、導光板１２０と反射シート１１５が密着することにより生じる輝度分布のムラや光漏れを抑える効果がある。
【００４２】
図５は、導光板１２０の斜視図である。同図に明瞭に示されるように、本実施形態に係る導光板１２０は、入射面１２５近傍に設けられた少なくとも一の（本実施形態では３）光導入部分１３４と、三辺の外周縁に設けられた壁部分１３７を有している。
【００４３】
図６は、導光板１２０の入射面１２５近傍の斜視図である。入射面１２５には、複数の光導入部分１３４と、光非導入部分１３５が設けられている。光導入部分１３４は、その厚みが導光板１２０の厚みより厚い。そして、光非導入部分は、光導入部分１３４に挟まれた部分と光導入部分１３４と導光板１２０の端部に挟まれた部分に設けられており、その厚みは導光板１２０の厚みより薄くなっている。そのため、入射面１２５はその法線方向からみると、導光板１２０の前面側に凹凸を有する形状となる。その際、光導入部分１３４が凸部に、光非導入部分１３５が凹部に該当する。光導入部分１３４の前面側端辺は、傾斜面１２７によりなだらかに出射面１２１に連続するよう接続されている。一方、光非導入部分１３５の前面側端辺は、凹面１３６により出射面１２１に平行に接続されており、その接続部には段差が形成されている。入射面１２５の光導入部分１３４には、レンズ１２３が設けられている。レンズ１２３は光導入部分１３４から入射する光を散乱させる働きをする。光導入部分１３４から入射した光は、傾斜面１２７を経て出射面１２１に導かれる。これらの光導入部分１３４及び光非導入部分１３５から成る入射面１２５、傾斜面１２７及び凹面１３６により入光部１２４が形成される。
【００４４】
このように、光導入部分１３４の厚みを導光板１２０の厚みより厚くすることにより、発光ダイオード１５０より薄い導光板１２０を用いることができる。好適には、光導入部分１３４の厚みは発光ダイオード１５０の厚みと略等しくされる。
【００４５】
レンズ１２３の形状は種々のものを採用することができるが、導光板１２０の厚み方向に延伸する形状のものとすることが良い。これは後述するように、導光板１２０をプレス加工で形成する際、型から剥離しやすいためである。レンズ１２３の形状としては、例えば、図１０に示すように、その断面が三角形のもの（ａ）、半円状のシリンドリカルレンズを複数つなぎ合わせた形状のもの（ｂ）等を例示することができる。加工の容易さを考慮すると、レンズの角部に丸みが付いている形状を選択することが好ましいが、一般的なレンチキュラーレンズの形状や鋸歯状の形状としても一向に差し支えない。もちろん、導光板１２０の成形上問題がなければ、レンズ１２３をどのような形状としても良いことは言うまでもない。
【００４６】
図８は、図３のＢ−Ｂ線における断面図である。図示するように、導光板１２０の厚み方向に突出する壁部分１３７は、光学シート類、すなわち、プリズムシート１１２，１１３及び拡散板１１４を収容し、その位置ずれを防ぐと同時に、導光板１２０の剛性を高める役割を果たす。これにより、本実施形態の液晶表示装置１００は、枠を不要とし、部品点数を削減できるため、製造コストを低減できる。なお、本実施形態では、壁部分１３７は導光板１２０の周縁部の３辺に跨り連続するコ字状の形状としたが、各辺ごとに独立して、すなわち、連続させずに設けてもよい。また、３辺でなく、相対する２辺に設けてもよい。また、各辺の壁部分を、複数に分割して設けることもできる。
【００４７】
金属ケース１８０は、導光板１２０の側面をも覆う箱型の形状であり、導光板１２０の背面及び側面から外部に漏れ出た光を反射させる反射部材として機能し、再度導光板１２０に入光させることにより、光利用効率を高めると同時に、導光板１２０の剛性をさらに高める役割を果たす。金属ケース１８０は、好適には、アルミ製である。なお、導光板１２０が単独で十分な剛性を確保できる場合には、金属ケース１８０に換えて、アルミ蒸着フィルムなどの可撓性の反射シートを導光板１２０に貼り付けるようにしても良い。その際、導光板１２０の側面において、反射シートを導光板１２０に貼付けるようにすると、導光板１２０の側面から外部への光の漏れを防止できるため好ましい。もちろん、導光板１２０の底面であって、発光領域の外側において貼付けても良い。貼付方法は、両面粘着テープや粘着剤など公知の種々の方法を用いることができる。あるいは、導光板１２０の背面及び側面に、光を反射する表面処理を施すようにしても良い。そのような表面処理としては、例えば、めっきまたは蒸着などの方法による金属反射膜のコーティング処理、光を反射する塗料の塗布などを挙げることができる。
【００４８】
遮光テープ１８１は、黒色の両面粘着テープであり、バックライト１１０と光スイッチング部材とを接着固定するためのものである。遮光テープ１８１は、液晶表示装置１００の画像表示領域の外側において、バックライト１１０と光スイッチング部材とを固定し、かつ光漏れを防ぐことができるものであればどのような手段により代替してもかまわない。
【００４９】
次に、導光板１２０の製造方法を図９を参照して説明する。導光板１２０は次の各工程から成る方法により形成される。
第１の工程：熱可塑性材料製のシート１７０を加熱して軟化させる（加熱工程）。加熱温度は、シート１７０がポリカーボネートやポリメチルメタクリレート等の熱可塑性樹脂である場合はその軟化点以上に、シート１７０がガラスである場合にはそのガラス転移点以上に設定するとよい。
第２の工程：シート１７０を型１７１内に収容し、押圧する（押圧工程）。型１７１は好適には金属製の金型であり、その内面には、完成後の導光板１２０と相補的な形状の凹凸が形成されている。図９（ａ）に示すようにシート１７０を型１７１内に載置し、同図（ｂ）に示すように四方から押圧し、シート１７０に圧力を加え、押しつぶす。このようにすると、図中矢印１７２に示すようにシート１７０を構成する熱可塑性材料は同図に示すように流動し、導光板１２０の出射面１２１に対応する部分では熱可塑性材料が流出してその厚みを減じるのに対し、導光板１２０の光導入部分１３４に対応する部分では熱可塑性材料が流入してその厚みが増す。このようにすれば、厚みが１．０ｍｍから０．１ｍｍ程度の薄いシート１７０を、いずれの部分も欠けることなく導光板１２０へと成形できる。本実施形態では、厚みが０．３ｍｍのポリメチルメタクリレートのシートを厚みが０．２５ｍｍとなるまでプレスした。
第３の工程：シート１７０を型から剥離する（剥離工程）。この際、必要であればシート１７０を冷却してもよい。
【００５０】
なお、本方法による導光板１２０の製造にあたっては、１のシート１７０から１の導光板１２０を得るようにしてもよいし、１のシート１７０から多数の導光板１２０を切り出す、いわゆる多面取りを行ってもよい。その場合には、第４の工程として、シート１７０の外周を切り抜き、入光部１２４を有する導光板１２０を得る切り抜き工程が追加されることになる。切り抜きは、スライサーなどを用いた切断加工によって行っても良いし、ポンチを用いた打ち抜き加工によって行っても良い。
【００５１】
ところで、発光ダイオード１５０より薄い導光板１２０を使用するためには、本実施形態のように、導光板１２０の端部に、導光板１２０より厚い一以上の光導入部分１３４を設ける必要がある。図１０は、そのような光導入部分１３４を有する導光板１２０の形状を模式的に示した図である。そして、本実施形態では、前述したように、光導入部分１３４をプレス加工により成形した。そのようにすると、光導入部分１３４内部での光の反射や屈折を生じる不連続面がなく、光を導く性能において優れた導光板１２０が得られる。しかし、光導入部分１３４を有する導光板１２０を作成する方法はプレス加工に限られない。
【００５２】
図１１は、光導入部分１３４を有する導光板１２０を作成する各種方法を示す図である。同図（ａ）は、略平板状の導光板シート１９０に楔形状の補助導光板１９１を取り付ける方法を示している。導光板シート１９０は、その表面に光を反射する溝１２６，１３２（図示せず）が形成されている。そして、補助導光板１９１は、導光板シート１９０の端部に何らかの方法、例えば、両面テープ又は接着剤による接着や熱融着により固定される。導光板シート１９０と補助導光板１９１との境界面はできる限り光の反射や屈折を起こさないことが好ましいので、導光板シート１９０と補助導光板１９１とは同じ材質とするか、屈折率の近い材質とすることが好ましい。また、固定の方法は、透明な接着剤による全面接着や熱融着が好ましい。このようにすると、導光板シート１９０として略平面状の部材を使用できるので、加工が容易である。また、同図（ｂ）は、補助導光板１９１として、平板形状のものを使用した場合を示す。このようにすると、同図（ａ）の場合に比して光を導く性能においてやや劣るものの、補助導光板１９１に単純な平板形状のものを用いることができるので、加工が容易である利点がある。
【００５３】
図１２（ａ）は、補助導光板１９１を用いた導光板１２０における光の経路を示す図である。図中矢印で示すように、発光ダイオード１５０を出た光は、導光板シート１９０内へと導かれる。
【００５４】
図１１に戻り、同図（ｃ）は、補助導光板１９１に換え、遮光部材１９２を使用した場合を示す。遮光部材は、平板状の樹脂を黒色に着色したものなど光を吸収又は反射する性質を有する材料からなり、好ましくは、平板形状である。遮光部材１９２を導光板シート１９０の端部に取り付けると、図１２（ｂ）に示すように、導光板シート１９０の上側の外部において発光ダイオード１５０を出た光は、遮光部材１９２に遮られ又は反射させられ、導光板シート１９０上部へ漏れることはない。このようにすると、発光ダイオード１５０を出た光の一部を遮り又は反射するため、光の利用効率という点では前述の図１１（ａ）又は（ｂ）の場合に比べ劣るが、簡易かつ安価に光漏れのない導光板１２０を得られるという利点がある。
【００５５】
なお、図１０〜１２では、光導入部分１３４が単一である形状の導光板１２０を示したが、図１〜９を用いて説明した実施形態のように、光導入部分１３４を複数設けるようにしても良い。その場合、補助導光板１９１の形状を、平面視において、発光ダイオード１５０からその光軸方向に遠ざかる方向にハ字状に広がる形状とすることが好ましい。
【符号の説明】
【００５６】
１ 光スイッチング部材、２ ＴＦＴ基板、３ カラーフィルタ基板、４ 偏光板、５ 駆動回路、６ 駆動回路、７ 偏光板、８ 画素部、９ 表示領域、１０ スイッチング素子、１２ 画素電極、２１ ゲート信号線、２２ ドレイン信号線、７０ フレキシブル基板、７１ 配線、７５ 端子、８０ 制御回路、１００ 液晶表示装置、１１０ バックライト、１１２ プリズムシート、１１３ プリズムシート、１１４ 拡散板、１１５ 反射シート、１１６ 非対称プリズムシート、１２０ 導光板、１２１ 出射面、１２２ 背面、１２３ レンズ、１２４ 入光部、１２５ 入射面、１２６ 溝、１２７ 傾斜面、１２８ 第１の盛り上がり面、１２９ 第１の光反射面、１３０ 第２の光反射面、１３１ 第２の盛り上がり面、１３２ 溝、１３３ 突起、１３４ 光導入部分、１３５ 光非導入部分、１３６ 凹面、１３７ 壁部分、１４０ 光、１５０ 発光ダイオード、１５１ 発光ダイオードチップ、１５２ ワイヤ、１５３ チップ端子、１５４ チップ基板、１５５ 反射部、１５６ 蛍光発光部、１５７ 出射面、１５８ ｐ電極、１５９ ｎ電極、１６０ フレキシブル基板、１６１ 配線、１６２ 中間部材、１６３ スペーサ、１７０ シート、１７１ 型、１７２ 矢印、１８０ 金属ケース、１８１ 遮光テープ、１９０ 導光板シート、１９１ 補助導光板、１９２ 遮光部材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と第２の基板により液晶層を挟み込んだ構造の光スイッチング部材と、
前記光スイッチング部材の背面側に配置された熱可塑性材料製の導光板であって、
その前面または背面の少なくともいずれか一の面の表面に形成された光を反射する光反射構造と、
その少なくとも一側面に形成された前記導光板よりも厚い少なくとも一の光導入部分と、
その少なくとも一の外周縁に形成され、前記導光板の厚み方向に突出する壁部分と、
を有する導光板と、
前記導光板の少なくとも一の側面に配置された光源と、
を備えた液晶表示装置。
【請求項２】
さらに、前記導光板の背面及び少なくとも一側面に、光を反射する反射部材を有する請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記反射部材は、前記導光板を収容する金属ケースである請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記反射部材は、前記導光板に貼付された反射シートである請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記反射部材は、前記導光板表面に施された表面処理層である請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項１】
第１の基板と第２の基板により液晶層を挟み込んだ構造の光スイッチング部材と、
前記光スイッチング部材の背面側に配置された熱可塑性材料製の導光板であって、
その前面または背面の少なくともいずれか一の面の表面に形成された光を反射する光反射構造と、
その少なくとも一側面に形成された前記導光板よりも厚い少なくとも一の光導入部分と、
その少なくとも一の外周縁に形成され、前記導光板の厚み方向に突出する壁部分と、
を有する導光板と、
前記導光板の少なくとも一の側面に配置された光源と、
を備えた液晶表示装置。
【請求項２】
さらに、前記導光板の背面及び少なくとも一側面に、光を反射する反射部材を有する請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記反射部材は、前記導光板を収容する金属ケースである請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記反射部材は、前記導光板に貼付された反射シートである請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記反射部材は、前記導光板表面に施された表面処理層である請求項２記載の液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２０４３９０（Ｐ２０１０−２０４３９０Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４９８９７（Ｐ２００９−４９８９７）
【出願日】平成２１年３月３日（２００９．３．３）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【出願人】（５０３２７３７９０）株式会社日立ディスプレイデバイシズ (97)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３日（２００９．３．３）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【出願人】（５０３２７３７９０）株式会社日立ディスプレイデバイシズ (97)
【Ｆターム（参考）】
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