JP2007140382A - 液晶表示装置およびそれを備えた携帯型電子機器ならびに液晶表示装置用基板 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも薄型化の容易な液晶表示装置およびそれを備えた携帯型電子機器ならびにそのような液晶表示装置用の基板を提供する。
【解決手段】本発明による液晶表示装置は、互いに対向する２つの主面１０ｂ、１０ｃを有する第１基板１０と、第１基板１０の観察者側に配置された第２基板２０と、第１基板１０と第２基板２０との間に設けられた液晶層３０とを備えている。本発明による液晶表示装置は、さらに、第１基板１０の側方に設けられ、第１基板１０の側面１０ａに向けて光を発する光源２と、第１基板１０の液晶層３０側の主面１０ｂ上に形成され、第１基板１０の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率層１２と、第１基板１０の液晶層３０側とは反対側の主面１０ｃ上に形成され、特定の偏光方向の光を選択的に反射する選択反射層１４とを備えており、第１基板１０は、プラスチック基板である。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、携帯型電子機器に好適に用いられる液晶表示装置に関する。また、本発明は、そのような液晶表示装置を備えた携帯型電子機器や、そのような液晶表示装置用の基板にも関する。

近年、携帯型電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）に代表される携帯型電子機器が広く利用されている。携帯型電子機器の表示部には、薄型、軽量、低消費電力といった利点を有する液晶表示装置が用いられている。

液晶表示装置は、非発光型の表示素子であるため、バックライトと呼ばれる照明装置を備えており、このバックライトからの光を用いて表示を行う。バックライトは、一般的には、光源、反射板、導光板およびレンズシートなどから構成される。バックライトの厚さは、液晶表示装置全体の厚さに大きく影響するので、液晶表示装置を薄型化するためには、バックライトを薄くすることが必要である。

バックライトは、特許文献１に開示されているような「直下型」と、特許文献２に開示されているような「エッジライト型」とに大別される。「直下型」は、図１３に示すように、液晶表示パネル７０１の直下に冷陰極管などの光源７０２を複数配置する方式である。一方、「エッジライト型」は、図１４に示すように、液晶表示パネル８０１の直下に設けられた導光板８０３の側方に光源８０２を配置し、光源８０２からの光を導光板８０３によって液晶表示パネル８０１に導く方式である。

エッジライト型バックライトは、直下型バックライトに比べて薄型化が容易であるので、現在、小型の液晶表示装置の多くにエッジライト型バックライトが用いられている。
特開２００３−２１５５８５号公報 特開平８−９４８４４号公報

しかしながら、昨今、携帯型電子機器の爆発的な普及に伴って液晶表示装置にはさらなる薄型化が要求されており、従来のエッジライト型バックライトを用いてもこの要求に応えることはできない。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来よりも薄型化の容易な液晶表示装置およびそれを備えた携帯型電子機器ならびにそのような液晶表示装置用の基板を提供することにある。

本発明による液晶表示装置は、互いに対向する２つの主面を有する第１基板と、前記第１基板の観察者側に配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、前記第１基板の側方に設けられ、前記第１基板の側面に向けて光を発する光源と、前記第１基板の前記２つの主面のうちの前記液晶層側の主面上に形成され、前記第１基板の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率層と、前記第１基板の前記２つの主面のうちの前記液晶層側とは反対側の主面上に形成され、特定の偏光方向の光を選択的に反射する選択反射層とを備え、前記第１基板は、プラスチック基板であり、そのことによって上記目的が達成される。

ある好適な実施形態において、前記第１基板の屈折率は、１．５４以上１．７６以下である。

ある好適な実施形態において、前記第１基板の屈折率と前記低屈折率層の屈折率との差は０．０６以上である。

ある好適な実施形態において、前記第１基板の屈折率と前記低屈折率層の屈折率との差は０．１７以上である。

ある好適な実施形態において、前記第１基板は、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリルスチレン共重合体、ポリメチルスチレン、ポリカーボネート、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポリスルフォンおよびポリエチレンテレフタレートのいずれかから形成されている。

ある好適な実施形態において、前記低屈折率層は、ガスバリア層および／または水分バリア層としても機能する。

ある好適な実施形態において、前記低屈折率層は、ＳｉＯ₂から形成されている。

ある好適な実施形態において、前記選択反射層は、前記第１基板の前記液晶層側とは反対側の主面上に直接形成されている。

ある好適な実施形態において、本発明による液晶表示装置は、前記特定の偏光方向に略平行な透過軸を有し、前記光源と前記第１基板の側面との間に設けられた偏光板をさらに備える。

ある好適な実施形態において、本発明による液晶表示装置は、前記選択反射層に対して前記液晶層側とは反対側に設けられた反射板と、前記特定の偏光方向に略平行な透過軸を有し、前記選択反射層と前記反射板との間に設けられた偏光板と、をさらに備える。

ある好適な実施形態において、前記選択反射層は、前記特定の偏光方向の光を選択的に反射する反射膜をその内部に有している。

ある好適な実施形態において、前記反射膜は、少なくとも一部が前記第１基板の前記液晶層側の主面に対して傾斜している。

ある好適な実施形態において、前記反射膜は、誘電体膜である。

ある好適な実施形態において、前記第２基板は、前記液晶層の層法線方向から見たときに前記第１基板に重ならない非重畳領域を有し、前記光源は、前記第２基板の前記非重畳領域に重なるように配置されている。

本発明による携帯型電子機器は、上記構成を有する液晶表示装置を備えており、そのことによって上記目的が達成される。

本発明による液晶表示装置用基板は、互いに対向する２つの主面を有する基板と、前記基板の前記２つの主面のうちの一方上に形成され、前記基板の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率層と、前記基板の前記２つの主面のうちの他方上に設けられ、特定の偏光方向の光を選択的に反射する選択反射層とを備え、前記基板はプラスチック基板であり、そのことによって上記目的が達成される。

本発明によると、従来よりも薄型化の容易な液晶表示装置およびそれを備えた携帯型電子機器ならびにそのような液晶表示装置用の基板が提供される。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

図１に、本実施形態における液晶表示装置１００を示す。液晶表示装置１００は、第１基板１０と、第１基板１０の観察者側に配置された第２基板２０と、これらの間に設けられた液晶層３０とを備えた透過型の液晶表示装置である。以下では、液晶層３０の背面側に配置された第１基板１０を「背面基板」、液晶層３０の前面側（観察者側）に配置された第２基板２０を「前面基板」と呼ぶ。

背面基板１０の側方には、線状光源２が設けられている。線状光源２は、背面基板１０の側面（光入射面）１０ａに向けて光を発する。線状光源２は、例えば冷陰極管であってもよいし、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの点光源と線状導光体とを組み合わせたものであってもよい。

背面基板１０の液晶層３０側（つまり観察者側）の主面１０ｂ上に、背面基板１０の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率層１２が形成されている。低屈折率層１２上には、さらに、液晶層３０に電圧を印加するための電極や、液晶層３０に含まれる液晶分子の配向方向を規定するための配向膜が形成されている（いずれも不図示）。

背面基板１０の液晶層３０側とは反対側の主面１０ｃ上に、特定の偏光方向の光を選択的に反射する選択反射層１４が形成されている。本実施形態における選択反射層１４は、図１に示すように、偏光方向が背面基板１０の主面１０ｂ、１０ｃに略平行な光（図１の紙面に垂直な方向に振動する光）を選択的に反射する。

選択反射層１４は、特定の偏光方向の光を選択的に反射する反射膜１５をその内部に有している。反射膜１５は、背面基板１０の液晶層３０側の主面１０ｂに対して傾斜している。各反射膜１５は、光源２から遠い方の端部が光源２に近い方の端部よりも背面基板１０に近いように傾斜している。反射膜１５の傾斜角（背面基板１０の液晶層３０側の主面１０ｂに対する傾斜角）は、経験的な理由から約５０°以上約６０°以下であることが好ましく、約５１°であることがさらに好ましい。

本実施形態における反射膜１５は、透明な誘電体膜（単層であっても多層であってもよい。）である。誘電体膜の反射率の偏光依存性および光の干渉を利用する偏光ビームスプリッタについては、屈折率の異なる誘電体膜を、特定の光の波長λに対してλ／４条件を満たす厚さで交互に積層することによって、Ｐ偏光の反射率を低いままにＳ偏光の反射率を高く設計できることが知られている（例えば、共立出版株式会社「光学薄膜」第１２６〜１２９ページ）。また、誘電体膜材料についてもＭｇＦ₂、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂などさまざまな材料が公知である（例えば、培風館株式会社「応用物理工学選書３ 薄膜」第２０３ページ）。選択反射層１４の反射膜１５についても、上述したような材料を用いて誘電体膜をλ／４条件を満たす厚さで形成することによって、Ｐ偏光の反射率を低く、Ｓ偏光の反射率を高く設計することができる。

反射膜１５の形状（液晶層３０の層法線方向から見た形状）は、任意の形状とすることができる。反射膜１５は、例えば、図２（ａ）に示すように線状（帯状）に形成されていてもよいし、図２（ｂ）に示すように島状（点状）に形成されていてもよい。

前面基板２０の液晶層３０側の主面２０ａ上には、液晶層３０に電圧を印加するための電極と配向膜とが形成されている（いずれも不図示）。また、前面基板２０の観察者側の主面２０ｂ上には、偏光板２２が設けられている。

光源２から出射し、光入射面１０ａを介して背面基板１０内に入射した光は、背面基板１０の観察者側の主面１０ｂと、選択反射層１４の観察者側とは反対側の面１４ａとの間で全反射を繰り返しながら、背面基板１０および選択反射層１４内を伝搬する。低屈折率層１２は、背面基板１０および選択反射層１４内を伝搬する光を背面基板１０の観察者側の主面１０ｂで効率よく全反射させるために設けられている。背面基板１０および選択反射層１４内を伝搬する光の一部は、選択反射層１４の内部に設けられた反射膜１５によって観察者側（液晶層３０側）に向けて反射され、背面基板１０の観察者側の主面１０ｂから出射する。以下では、背面基板１０の観察者側の主面１０ｂを「光出射面」とも呼ぶ。

上述したように、本実施形態における液晶表示装置１００では、背面基板１０の観察者側とは反対側の主面１０ｃ上に選択反射層１４を形成し、背面基板１０の側方に設けた光源２から背面基板１０内に光を入射させることにより、背面基板１０を導光板のように機能させる。そのため、従来のエッジライト型のバックライトを用いる場合に比べ、導光板を設けない分薄型化を図ることが可能になる。また、選択反射層１４は、特定の偏光方向の光を選択的に反射するので、液晶層３０の背面側に別途に偏光板を設ける必要もなく、その分さらに薄型化を図ることもできる。

さらに、本実施形態では、背面基板１０は、プラスチックから形成されたプラスチック基板である。背面基板１０は、例えば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリルスチレン共重合体、ポリメチルスチレン、ポリカーボネート、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポリスルフォンおよびポリエチレンテレフタレートのいずれかから形成されている。

このように背面基板１０がプラスチック基板であると、背面基板１０がガラス基板である場合に比べ、製造コストの低減を図ることができる。以下、この理由をより詳しく説明する。

背面基板１０がガラス基板である場合、その屈折率は１．５２程度である。そのため、背面基板１０内を伝播する光を低屈折率層１２と背面基板１０との界面で十分に全反射させるためには、低屈折率層１２として、屈折率が１．３程度の膜、例えばＳｉＮ_x膜を形成することが好ましい。

これに対し、背面基板１０がプラスチック基板である場合、その材料を適宜選択することによって、屈折率をガラス基板よりも高く設定することが容易である。例えば、背面基板１０の屈折率を１．５４以上１．７６以下の範囲内で任意に設定することができる。従って、低屈折率層１２として背面基板１０がガラス基板である場合よりも屈折率の高い膜を用いることができるので、背面基板１０に他の目的で設けられる膜を低屈折率層１２としても用いることができるようになる。例えば、プラスチック基板を液晶表示装置に用いる場合、ガスバリア層および／または水分バリア層としてＳｉＯ₂膜（屈折率は１．４８）がプラスチック基板上に設けられることがあるが、このＳｉＯ₂膜を低屈折率層１２として用いることができる。そのため、低屈折率層１２を形成するための工程を製造フローに新たに導入する必要がなく、低屈折率層１２を設けることによる製造コストの増加を抑制することができる。

背面基板１０と低屈折率層１２との界面で光を効率よく全反射させるためには、背面基板１０の屈折率と低屈折率層１２の屈折率との差がある程度大きいことが好ましい。表１に、背面基板１０の材料とその屈折率とを示す。

表１に例示しているように、材料によってその屈折率が異なるので、用いる材料の屈折率に応じて低屈折率層１２の屈折率を適宜設定すればよい。図３に、低屈折率層１２として屈折率が１．４８のＳｉＯ₂膜を用いたときの、背面基板１０の屈折率と背面基板１０から正面方向に出射する光の輝度との関係を示す。なお、図３では、背面基板１０の屈折率が２．００であるときの輝度を１００％とし、横軸には背面基板１０と低屈折率層１２（ＳｉＯ₂膜）との屈折率差も併記している。

図３に示すように、背面基板１０の屈折率が大きいほど、すなわち背面基板１０の屈折率と低屈折率層１２の屈折率との差が大きいほど、背面基板１０から出射する光の輝度が高くなる。屈折率の差は、具体的には、０．０６以上であることが好ましく、０．１７以上であることがより好ましい。図３からわかるように、屈折率の差が０．０６以上（図３に示す例では背面基板１０の屈折率が１．５４以上）であると、約６０％以上の輝度を確保することができ、明るい表示を行うことができる。また、屈折率の差が０．１７以上（図３に示す例では背面基板１０の屈折率が１．６５以上）であると、約９０％以上の輝度を確保することができ、より明るい表示を行うことができる。なお、屈折率が１．７６以上の基板材料は必ずしも一般的ではないので、低屈折率層１２の材料としてＳｉＯ₂を用いる場合には、屈折率差を０．０６以上０．２８以下あるいは０．１７以上０．２８以下の範囲内に設定することが好ましい。

また、本実施形態のように背面基板１０がプラスチック基板である場合には、選択反射層１４を背面基板１０に直接形成することが可能になるので、いっそうの薄型化を実現することもできる。以下、この理由をより詳しく説明する。

まず、図４を参照しながら、背面基板１０がガラス基板である場合の選択反射層１４の形成方法の一例を説明する。

まず、図４（ａ）に示すように、樹脂（例えば屈折率が１．５３の日本ゼオン株式会社製ゼオノア）から形成された平板状のフィルム１６上に、断面が直角三角形状である複数の凸部１７を樹脂（例えば屈折率が１．５３の紫外線硬化樹脂）を用いて形成する。

次に、図４（ｂ）に示すように、凸部１７の傾斜した表面（平板状フィルム１６の主面に対して傾斜した表面）上に、マスク３を介して誘電体材料（例えば屈折率が２．２のＴｉＯ₂や屈折率が２．０のＺｒＯ₂）を蒸着することによって、反射膜１５を形成する。

続いて、図４（ｃ）に示すように、凸部１７を覆うように接着性を有する材料（例えば屈折率が１．５３の紫外線硬化樹脂や粘着材）を塗布して接着層１８を形成する。

その後、図４（ｄ）に示すように、接着層１８を背面基板（例えば屈折率が１．５２のガラス基板）１０の主面１０ｃに接触させ、接着層１８を硬化させることによって、背面基板１０の主面１０ｃ上に選択反射層１４を形成する。

続いて、図５に、背面基板１０がプラスチック基板である場合の選択反射層１４の形成方法の一例を説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、プラスチック（例えば屈折率が１．５４のポリエチレン）から形成された背面基板１０の主面１０ｃ上に、断面が直角三角形状である複数の凸部１７を紫外線硬化性樹脂（例えば屈折率が１．５２のアクリル樹脂）を用いて形成する。

次に、図５（ｂ）に示すように、凸部１７の傾斜した表面上に、マスク３を介して誘電体材料（例えば屈折率が２．２のＴｉＯ₂や屈折率が２．０のＺｒＯ₂）を蒸着することによって、反射膜１５を形成する。

続いて、図５（ｃ）に示すように、凸部１７を覆うように紫外線硬化性樹脂（例えば屈折率が１．５２のアクリル樹脂）を塗布して平坦化層１９を形成する。このようにして、背面基板１０の主面１０ｃ上に選択反射層１４が形成される。

図４に示した手法では、一旦フィルム１６上に形成された選択反射層１４がガラス基板に貼り付けられるのに対し、図５に示した手法では、プラスチック基板上に直接選択反射層１４が形成される。そのため、いっそうの薄型化を実現することができる。

上述したように、背面基板１０がプラスチック基板であると、製造コストの低減といっそうの薄型化とを図ることができる。

なお、本実施形態では、低屈折率層１２としてＳｉＯ₂膜を例示したが、低屈折率層１２の材料はこれに限定されるものではなく、低屈折率層１２は必ずしもガスバリア層および／または水分バリア層として機能しなくてもよい。既に述べたように、背面基板１０がプラスチック基板であることによって低屈折率層１２の材料の自由度が高くなるので、種々の材料を用いることができる。例えば、ＳｉＮ_x膜や、ＳｉＯ₂膜とＳｉＮ_x膜との積層膜を用いることもできる。ただし、低コスト化の観点からは、背面基板１０上に他の目的でもともと設けられる膜（例えばここで挙げたようにガスバリア層および／または水分バリア層として機能するＳｉＯ₂膜）を低屈折率層１２として用いることが好ましい。

また、図２（ａ）および（ｂ）には、選択反射層１４の反射膜１５が一定の割合で形成されている例を示したが、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、線状光源２から遠ざかるにつれて反射膜１５の割合が高くなるように形成されていてもよい。背面基板１０内を伝搬する光の量は、線状光源２から遠ざかるにつれて少なくなるが、線状光源２から遠ざかるにつれて反射膜１５の割合を高くすると、背面基板１０から出射する光の強度分布を均一にすることができる。なお、図６（ａ）および（ｂ）に示したように一定の繰り返しピッチで形成された反射膜１５の面積を線状光源２から遠ざかるにつれて広くしてもよいし、ほぼ同じ面積となるように形成された反射膜１６の繰り返しピッチを線状光源２から遠ざかるにつれて狭くしてもよい。

また、選択反射層１４の形成方法も、図５に示した方法に限定されない。図７に、選択反射層１４の形成方法の他の例を示す。

まず、図７（ａ）に示すように、プラスチックから形成された背面基板１０の主面１０ｃ上に、断面が直角三角形状である複数の凸部１７を樹脂を用いて形成する。図５（ａ）に示す工程では、凸部１７が背面基板１０上に隙間なく配置されるのに対し、ここでは、凸部１７を所定の間隔を空けて配置する。また、隣接する凸部１７の間隔が、後に配置される光源２から遠ざかるほど狭くなるように凸部１７が形成される。

次に、図７（ｂ）に示すように、凸部１７が形成された背面基板１０上に誘電体材料を蒸着することによって、反射膜１５を形成する。このとき、凸部１７の傾斜した表面上と、背面基板１０の凸部１７が形成されていない部分上に反射膜１５が形成される。

続いて、図７（ｃ）に示すように、反射膜１５を覆うように樹脂を塗布して平坦化層１９を形成する。このようにして、背面基板１０の主面１０ｃ上に選択反射層１４が形成される。

図７（ａ）〜（ｃ）に示すようにして形成された選択反射層１４の反射膜１５は、背面基板１０の光出射面１０ｂに対して傾斜した傾斜領域１５ａと、光出射面１０ｂに平行な平行領域１５ｂとを有しているが、このうち、背面基板１０内部を伝搬する光を光出射面１０ｂに向けて全反射条件を満足しない角度で反射するのは傾斜領域１５ａであり、光出射面１０ｂから光を取り出すのに寄与するのは傾斜領域１５ａである。つまり、傾斜領域１５ａのみが実質的に反射膜として機能する。

図５（ａ）〜（ｃ）に示した形成工程では、マスク３を用いて反射膜１５の配置を制御する必要があるのに対して、図７（ａ）〜（ｃ）に示した形成工程では、凸部１７の配置を適宜設定するだけで、実質的に反射膜として機能する傾斜領域１５ａの配置を制御することができるので、形成工程を簡略化することができる。

なお、上述のようにして形成される選択反射層１４は、ＰＶＡフィルムにヨウ素や染料などの二色性色素を吸着させて延伸することによって形成された通常の偏光板に比べると、偏光度が低いことがある。そのため、高いコントラスト比を得る観点からは、前面基板２０上に設けた偏光板２２に加え、さらなる偏光板を設けてもよい。

図８に、さらなる偏光板を備えた液晶表示装置２００を示す。液晶表示装置２００は、選択反射層１４の背面側に偏光板４２および反射板４４を備えている点において、図１に示した液晶表示装置１００と異なっている。

液晶表示装置２００は、図８に示すように、選択反射層１４に対して観察者とは反対側に設けられた反射板４４と、選択反射層１４と反射板４４との間に設けられた偏光板４２とを有している。反射板４４は、例えばＡｇ合金やＡｌなどから形成されている。偏光板４２は、透過軸が選択反射層１４によって反射された光の偏光方向と略平行になるように配置されている。

また、図１に示した液晶表示装置１００では、選択反射層１４の反射膜１５が、背面基板１０内を伝搬する光を液晶層３０側に向けて反射するように傾斜しているのに対し、液晶表示装置２００では、図８に示すように、選択反射層１４の反射膜１５は、背面基板１０内を伝搬する光を液晶層３０とは反対側すなわち偏光板４２側に反射するように傾斜している。

上述した構成を有する液晶表示装置２００では、背面基板１０および選択反射層１４の内部を伝搬する光の一部は、選択反射層１４の反射膜１５によって一旦液晶層３０とは反対側すなわち偏光板４２側に向けて反射され、反射板４４によって反射された後に再び偏光板４２を通過して光出射面１０ｂから出射する。

液晶表示装置２００では、選択反射層１４によって反射された光は、液晶層３０に入射する前に偏光板４２を通過するので、選択反射層１４の偏光度が低い場合でも、高いコントラスト比を得ることができる。

ただし、液晶表示装置２００のような構成を採用した場合、選択反射層１４によって反射された光は、液晶層３０に入射する前に偏光板４２を２回通過することになるので、輝度が低下してしまう。

図９に示す液晶表示装置３００のような構成を採用することによって、高いコントラスト比を得つつ、輝度の低下を抑制することができる。液晶表示装置３００は、光源２と背面基板１０の側面との間に設けられた偏光板４６を備えている点において、図１に示した液晶表示装置１００と異なっている。偏光板４６は、選択反射層１４によって反射される光の偏光方向に略平行な透過軸を有している。

液晶表示装置３００では、光源２から出射した光は、背面基板１０に入射する前に偏光板４６を通過するので、選択反射層１４自体の偏光度が低い場合でも、高いコントラスト比を得ることができる。また、液晶表示装置３００では、光源２から出射した光は、液晶層３０に入射する前に偏光板４６を１回しか通過しないので、図８に示した液晶表示装置２００に比べて輝度の低下を抑制することができる。

なお、図９に示す液晶表示装置３００では、光源２から出射した光は、背面基板１０に入射する前に偏光板４６を通過するので、背面基板４６に直線偏光として入射する。そのため、液晶表示装置３００の選択反射層１４を、単なる光反射構造、すなわち、光を偏光方向によらず液晶層側に所定の角度で反射させるような構造（例えばマイクロプリズムアレイ）に置換したとしても、一応表示を行うことはできる。ただし、背面基板に入射した直線偏光は、背面基板内を伝搬する間にわずかに偏光解消されてしまうため、そのような構成では、偏光解消された成分も光反射構造によって液晶層側に反射されてしまうので、コントラスト比が低下してしまう。これに対し、液晶表示装置３００では、選択反射層１４を用いるので、直線偏光が背面基板１０内を伝搬する過程で生じる偏光解消によるコントラスト比の低下を抑制することができる。本願発明者の検討によれば、液晶表示装置３００の構成を採用すると、液晶表示装置３００の選択反射層１４を単なる光反射構造に置換した構成に比べ、約６倍以上のコントラスト比が得られることがわかった。

次に、液晶表示装置２００および３００を例として、線状光源２や液晶表示パネルを固定するための具体的な構造を説明する。なお、以降の図面では、液晶表示装置２００および３００の一部の構成要素を省略して示している。

まず、図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、保持具（例えばポリカーボネートから形成されたホルダ）５２を用いて線状光源２および液晶表示パネル（さらには偏光板４６）を固定してもよい。

また、図１１（ａ）および（ｂ）に示すように、線状光源２および液晶表示パネル（さらには偏光板４６）をべゼル５４に噛み込ませ、そのことによって線状光源２および液晶表示パネルを固定してもよい。図１１（ａ）および（ｂ）には、液晶表示パネルをべゼル５４に噛み込ませるために、背面基板１０の光源２側の端部が前面基板２０の光源２側の端部よりも突出するように（例えば約１ｍｍ程度突出するように）パネルの分断を行う場合を例示している。

さらに、省スペース化を図る観点から、図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、線状光源２を前面基板２０に重なるように配置してもよい。図１２（ａ）および（ｂ）に示す構成は、べゼル５４を用いて線状光源２および液晶パネルを固定している点では、図１１（ａ）および（ｂ）に示した構成と共通するが、線状光源２が前面基板２０の一部、より具体的には、液晶層３０の層法線方向から見たときに背面基板１０に重ならない領域（「非重畳領域」と呼ぶ）２０Ｒに重なるように配置されている点において異なっている。

前面基板２０の非重畳領域２０Ｒは、外部回路と液晶表示パネルとを接続するための端子等が設けられる領域であり、この非重畳領域２０Ｒに重なるように線状光源２を配置することにより、省スペース化を図ることが可能になる。線状光源２がＬＥＤなどを含んでいる場合には、それらを前面基板２０の非重畳領域２０Ｒ上に作り込んでもよい。

上述したように、本実施形態における液晶表示装置は、薄型化が容易であるので、携帯型電話機やＰＤＡなどの携帯型電子機器に好適に用いられる。

なお、本実施形態では、透過型の液晶表示装置を例として本発明を説明したが、本発明は、これに限定されず、透過反射両用型の液晶表示装置にも好適に用いることができる。

また、本実施形態では、偏光方向が背面基板１０の主面１０ｂ、１０ｃに略平行な光を選択的に反射するような選択反射層１４を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の偏光方向の光を選択的に反射するような構成としてもよい。偏光板４２および４６の透過軸の方向は、選択反射層１４が反射する光の偏光方向に略一致するように設定すればよい。

さらに、本実施形態では、透明な誘電体膜または誘電体多層膜である反射膜１５を内部に有する選択反射層１４を例示したが、選択反射層１４としては、特定の偏光方向の光を選択的に反射することができるものを広く用いることができる。本実施形態で例示した選択反射層１４は、簡便な製造プロセスで製造でき、また、Ｐ偏光の反射率とＳ偏光の反射率との差を大きくしてＳ偏光の反射率を高く設定しやすい。

本発明によると、従来よりも薄型化の容易な液晶表示装置およびそのような液晶表示装置用の基板が提供される。

本発明による液晶表示装置は、種々の電子機器に好適に用いられ、携帯型電話機やＰＤＡなどの携帯型電子機器に特に好適に用いられる。

本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、反射膜の形状の一例を示す上面図である。 背面基板の屈折率と背面基板から正面方向に出射する光の輝度との関係を示すグラフである。 （ａ）〜（ｄ）は、背面基板がガラス基板である場合の選択反射層の形成工程を模式的に示す工程断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、背面基板がプラスチック基板である場合の選択反射層の形成工程を模式的に示す工程断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、反射膜の形状の他の一例を示す上面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、背面基板がプラスチック基板である場合の選択反射層の形成工程を模式的に示す工程断面図である。 本発明の好適な実施形態における他の液晶表示装置２００を模式的に示す断面図である。 本発明の好適な実施形態におけるさらに他の液晶表示装置３００を模式的に示す断面図である。 （ａ）は液晶表示装置２００を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は液晶表示装置３００を模式的に示す断面図である。 （ａ）は液晶表示装置２００を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は液晶表示装置３００を模式的に示す断面図である。 （ａ）は液晶表示装置２００を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は液晶表示装置３００を模式的に示す断面図である。 一般的な直下型のバックライトを備えた液晶表示装置を模式的に示す断面図である。 一般的なエッジライト型のバックライトを備えた液晶表示装置を模式的に示す断面図である。

符号の説明

２ 線状光源
１０ 背面基板（第１基板）
１０ａ 背面基板の光源側の側面（光入射面）
１０ｂ 背面基板の液晶層側の主面（光出射面）
１０ｃ 背面基板の液晶層側とは反対側の主面
１２ 低屈折率層
１４ 選択反射層
１５ 反射膜
２０ 前面基板（第２基板）
２０Ｒ 非重畳領域
２２ 偏光板
３０ 液晶層
４２ 偏光板
４４ 反射板
４６ 偏光板
１００、２００、３００ 液晶表示装置

Claims (16)

1. 互いに対向する２つの主面を有する第１基板と、
   前記第１基板の観察者側に配置された第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、
   前記第１基板の側方に設けられ、前記第１基板の側面に向けて光を発する光源と、
   前記第１基板の前記２つの主面のうちの前記液晶層側の主面上に形成され、前記第１基板の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率層と、
   前記第１基板の前記２つの主面のうちの前記液晶層側とは反対側の主面上に形成され、特定の偏光方向の光を選択的に反射する選択反射層と、を備え、
   前記第１基板は、プラスチック基板である液晶表示装置。
2. 前記第１基板の屈折率は、１．５４以上１．７６以下である請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第１基板の屈折率と前記低屈折率層の屈折率との差が０．０６以上である請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１基板の屈折率と前記低屈折率層の屈折率との差が０．１７以上である請求項１または２に記載の液晶表示装置。
5. 前記第１基板は、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリルスチレン共重合体、ポリメチルスチレン、ポリカーボネート、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポリスルフォンおよびポリエチレンテレフタレートのいずれかから形成されている請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 前記低屈折率層は、ガスバリア層および／または水分バリア層としても機能する請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 前記低屈折率層は、ＳｉＯ₂から形成されている請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 前記選択反射層は、前記第１基板の前記液晶層側とは反対側の主面上に直接形成されている請求項１から７のいずれかに記載の液晶表示装置。
9. 前記特定の偏光方向に略平行な透過軸を有し、前記光源と前記第１基板の側面との間に設けられた偏光板をさらに備える請求項１から８のいずれかに記載の液晶表示装置。
10. 前記選択反射層に対して前記液晶層側とは反対側に設けられた反射板と、
    前記特定の偏光方向に略平行な透過軸を有し、前記選択反射層と前記反射板との間に設けられた偏光板と、をさらに備える請求項１から８のいずれかに記載の液晶表示装置。
11. 前記選択反射層は、前記特定の偏光方向の光を選択的に反射する反射膜をその内部に有している請求項１から１０のいずれかに記載の液晶表示装置。
12. 前記反射膜は、少なくとも一部が前記第１基板の前記液晶層側の主面に対して傾斜している請求項１１に記載の液晶表示装置。
13. 前記反射膜は、誘電体膜である請求項１１または１２に記載の液晶表示装置。
14. 前記第２基板は、前記液晶層の層法線方向から見たときに前記第１基板に重ならない非重畳領域を有し、前記光源は、前記第２基板の前記非重畳領域に重なるように配置されている請求項１から１３のいずれかに記載の液晶表示装置。
15. 請求項１から１４のいずれかに記載の液晶表示装置を備えた携帯型電子機器。
16. 互いに対向する２つの主面を有する基板と、
    前記基板の前記２つの主面のうちの一方上に形成され、前記基板の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率層と、
    前記基板の前記２つの主面のうちの他方上に設けられ、特定の偏光方向の光を選択的に反射する選択反射層と、を備え、
    前記基板はプラスチック基板である液晶表示装置用基板。

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