特開 2024-94750 表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024094750

(43)【公開日】2024-07-10

(54)【発明の名称】表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/13357 20060101AFI20240703BHJP

   G02F 1/1334 20060101ALI20240703BHJP

   G02F 1/1347 20060101ALI20240703BHJP

   G02F 1/133 20060101ALI20240703BHJP

   G02F 1/1335 20060101ALI20240703BHJP

【ＦＩ】

G02F1/13357

G02F1/1334

G02F1/1347

G02F1/133 550

G02F1/1335

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022211499

(22)【出願日】2022-12-28

(71)【出願人】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮尾 諒

【テーマコード（参考）】

2H189

2H193

2H291

2H391

【Ｆターム（参考）】

2H189AA04

2H189AA21

2H189HA05

2H189HA16

2H189LA10

2H189LA20

2H189LA22

2H189MA15

2H189NA09

2H193ZA04

2H193ZA07

2H193ZA37

2H193ZA48

2H193ZG05

2H193ZG14

2H193ZG27

2H193ZG51

2H193ZQ13

2H193ZR20

2H291FA71X

2H291FA85X

2H291GA19

2H291JA02

2H291LA24

2H291MA20

2H291NA64

2H391AA23

2H391AA25

2H391AB04

2H391AB05

2H391AC05

2H391AD04

2H391AD55

2H391EA26

2H391EB02

2H391FA01

2H391FA02

(57)【要約】

【課題】装置の画像の品質を向上させる。
【解決手段】表示装置は、第１前面１０ｆおよびその反対面である第１背面１０ｂを備えている第１基板１０と、第１基板１０の第１前面１０ｆ上に配置される液晶層ＬＱＬと、第１前面１０ｆと対向する第１主面３０ｂ、その反対面である第２主面３０ｆ、および第１主面３０ｂおよび第２主面３０ｆと交差する側面を備えている導光板３０と、導光板３０の側面と対向するように配置された複数の発光素子を備える光源部４１と、を有し、導光板３０は、光源部４１と対向する第１側面３０ｓの表面粗さが、第１側面３０ｓ以外の側面の表面粗さよりも大きい。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１前面およびその反対面である第１背面を備えている第１基板と、
前記第１基板の前記第１前面上に配置される液晶層と、
前記第１前面と対向する第１主面、その反対面である第２主面、および前記第１主面および前記第２主面と交差する側面を備えている導光板と、
前記導光板の前記側面と対向するように配置された複数の発光素子を備える光源部と、
を有し、
前記導光板は、前記光源部と対向する第１側面の表面粗さが、前記第１側面以外の側面の表面粗さよりも大きい、表示装置。

【請求項2】

請求項１に記載の表示装置において、
前記第１側面以外の側面が鏡面である、表示装置。

【請求項3】

請求項１に記載の表示装置において、
前記第１側面の表面粗さＲａが０．１～１．５μｍである、表示装置。

【請求項4】

請求項１に記載の表示装置において、
前記第１側面の表面粗さＲｚが１．５～９．５μｍである、表示装置。

【請求項5】

請求項２に記載の表示装置において、
前記第１側面以外の側面の表面粗さＲａが０．２μｍ以下である、表示装置。

【請求項6】

請求項２に記載の表示装置において、
前記第１側面以外の側面の表面粗さＲｚが０．０５～０．２μｍである、表示装置。

【請求項7】

請求項１に記載の表示装置において、
さらに、前記液晶層と前記導光板との間に、前記液晶層を挟んで前記第１基板と対向するように配置される対向基板を有し、
前記導光板の厚さが、３～６．５ｍｍであり、前記第１基板の厚さが、０．５～０．７ｍｍであり、かつ、前記対向基板の厚さが、０．５～０．７ｍｍである、表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、導光板を有する表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶層を有する表示装置において、透明基板の側面を発光素子と対向するように配置し、該発光素子から射出される光を透明基板内に入射させ、導光させる透明表示装置が知られている。例えば、特開２０２０－１７７７３１号公報（特許文献１）には、発光素子と、該発光素子と対向する第１側面と、その第１側面と向かい合う第２側面と、を有するカバーガラスを備え、該カバーガラスの第２側面には反射材を設け、第１側面には反射材を設けないようにし、第２側面の表面粗さを第１側面の表面粗さよりも大きくすることで、導光板の側面から入射した光が、この側面の反対側から外部に漏れ出ることを抑制し、光の利用効率を改善した、表示装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１７７７３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本願発明者は、観察者が、表示画像と背景とを重ね合わせて認識することが可能な透明表示装置の開発を行っている。透明表示装置の場合、前面および背面のそれぞれが可視光を透過させる特性を備えている必要がある。このため、画像を表示するための光源部は、導光板の側面に配置される。光源部から出射された光は、導光板の側面から入光し、液晶パネル内を拡散しながら液晶層で散乱されて液晶パネル外部へ出射し、観察者がその出射した光を知覚することで、画像を認識できる。

【0005】

ところで、近年では、光源部を構成する光源としては発光ダイオード素子（ＬＥＤ）を用いることが一般的であり、ＬＥＤは入光する光の集光性が高く、輝度を確保する点で好ましいが、導光板の入光部付近において、ＬＥＤが出射する光が、明度の高い明るい線としてスジ状に観察される場合がある。

【0006】

そこで、本発明は、このような入光部付近のスジ状の光が生じることを抑制し、画像の表示品質を向上し得る表示装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一実施の形態である表示装置は、第１前面およびその反対面である第１背面を備えている第１基板と、前記第１基板の前記第１前面上に配置される液晶層と、前記第１前面と対向する第１主面、その反対面である第２主面、および前記第１主面および前記第２主面と交差する側面を備えている導光板と、前記導光板の前記側面と対向するように配置された複数の発光素子を備える光源部と、を有し、前記導光板は、前記光源部と対向する第１側面の表面粗さが、前記第１側面以外の側面の表面粗さよりも大きい。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】透明表示パネル装置の一方の面側にいる観察者が、反対面側にある背景を、透明表示パネル装置を介して視認する場合の位置関係を示す説明図である。

【図2】透明表示パネル装置を介して視認される背景の一例を示す説明図である。

【図3】図１に示す透明表示パネルの概略構成の一例を示す斜視図である。

【図4】図３のＡ－Ａ線に沿った断面図である。

【図5】図３の透明表示パネルが備える回路の一例を示す回路ブロック図である。

【図6】図３の透明表示パネルにおいて、側面視したときの、導光板の入光部付近の構成を説明する図である。

【図7】図３の透明表示パネルの変形例において、側面視したときの、導光板の入光部付近の構成を説明する図である。

【図8】本実施の形態における、変形例の概略構成を説明するための図である。

【図9】本実施の形態における、他の変形例の概略構成を説明するための図である。

【図10】実施例における、表示パネルの入光部側領域の状態を観察した図である。

【図11】比較例における、表示パネルの入光部側領域の状態を観察した図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一または関連する符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

【0010】

［表示装置］
本実施の形態の表示装置は、透明表示装置であり、まず、この表示装置の概略構成について説明する。図１は、表示パネルＰ１の一方の面側にいる観察者が、反対面側にある背景を、表示パネルＰ１を介して視認する場合の位置関係を示す説明図である。図２は、表示パネルＰ１を介して視認される背景の一例を示す説明図である。

【0011】

図１に示すように、観察者１００が、表示パネルＰ１の一方から他方をみる場合、背景１０１が表示パネルＰ１を透過して視認される。図２に示すように、表示領域ＤＡおよび表示領域ＤＡの外側の周辺領域ＰＦＡが共に可視光透過性を有する場合、背景１０１の全体を違和感なく視認することができ好ましい。なお、周辺領域ＰＦＡは可視光透過性を有していなくてもよい。ここで、表示領域ＤＡと周辺領域ＰＦＡの境界を二点鎖線で示している。

【0012】

また、本実施の形態において課題としている領域である、入光部側領域ＥＬＡも図２に示している。この図２においては、表示パネルＰ１における光源を図の下方に配置し、下方から上方に向かって光源光を導光させて画像表示する場合を想定しており、入光部側領域ＥＬＡは、表示領域ＤＡのうち光源装置に近い領域と言うこともできる。

【0013】

ここで用いられる表示パネルＰ１は、透明なガラス板などを有し、背景を透過して視認可能としつつ、画像を表示可能な透明表示パネルであればよく、基本構成としては、公知の透明表示パネルを制限されずに使用できる。この透明表示パネルとしては、例えば、液晶表示パネル等が挙げられる。この表示パネルＰ１は、導光板を介して液晶層に入光する光源の光、もしくは液晶層に入光する外光、を液晶層で透過・拡散させるタイプの構成であり、光源が基板の平面上にはない。

【0014】

本実施の形態では、表示パネルＰ１として、液晶分子による可視光の散乱を利用して画像を表示させる透明表示パネル（液晶表示パネル）を用いる場合を例に、以下説明する。

【0015】

ここで、液晶表示パネルは、液晶層に含まれる分子の配向を変化させることにより、表示画像を形成する装置であるが、光源を必要とする。以下では、液晶層を含む表示パネルのサイドに光源を備えた態様を例に説明する。

【0016】

＜表示パネル＞
まず、表示パネルの構成について説明する。図３は、本実施の形態で用いられる表示パネルＰ１の一例を示す斜視図である。

【0017】

この図３では、表示パネルＰ１が備える回路のうち、液晶を駆動するための信号を伝送する信号配線の一部（詳しくは、ゲート線ＧＬおよびソース線ＳＬ）を一点鎖線で模式的に示している。図３を含む以下の図面において、表示パネルＰ１の厚さ方向に沿った方向をＺ方向、Ｚ方向に直交するＸ－Ｙ平面において、表示パネルＰ１の一辺の延在方向をＸ方向、Ｘ方向に交差する方向をＹ方向として説明する。図４は、図３のＡ－Ａ線に沿った断面図である。

【0018】

図３に示すように、本実施の形態の表示パネルＰ１は、基板（アレイ基板）１０、対向基板２０、導光板３０、サイド光源装置４０、および駆動回路５０を備える。表示パネルＰ１は、図３に示す表示パネルＰ１が備える各部分の他、例えば制御回路、あるいは表示パネルＰ１に接続されるフレキシブル基板、あるいは筐体などが含まれる場合がある。図３では、表示パネルＰ１以外の部分は図示を省略している。表示パネルＰ１は、外部から供給される入力信号に応じて表示領域ＤＡに画像が形成される。

【0019】

なお、図３に示す表示パネルＰ１の表示領域ＤＡは四角形であるが、表示領域が多角形や円形など、四角形以外の形状であってもよい。表示領域ＤＡは、表示面を視た平面視において、表示パネルＰ１が画像を表示する有効領域である。基板１０、対向基板２０および導光板３０のそれぞれは、平面視において表示領域ＤＡと重なる位置にある。サイド光源装置４０、および駆動回路５０のそれぞれは、基板１０上に搭載されている。

【0020】

図４に示すように、表示パネルＰ１は、液晶層ＬＱＬを介して対向するように貼り合せられた基板１０および対向基板２０を有している。基板１０、対向基板２０および導光板３０は、表示パネルＰ１の厚さ方向であるＺ方向に配列される。言い換えれば、基板１０、対向基板２０および導光板３０は、表示パネルＰ１の厚さ方向（Ｚ方向）において互いに対向する。

【0021】

ここで、上記のような構成となっているため、基板１０は、液晶層ＬＱＬ（および対向基板２０）と対向する前面（主面、面）１０ｆとその背面１０ｂを有し、対向基板２０は、基板１０の前面１０ｆ（および液晶層ＬＱＬ）と対向する背面（主面、面）２０ｂとその反対面である前面（主面、面）２０ｆを有する。すなわち、液晶層ＬＱＬは、基板１０と対向基板２０に挟持されている（より詳しく言えば、基板１０の前面１０ｆと対向基板２０の背面２０ｂとの間に挟まれて保持されている）。さらに、導光板３０は、対向基板２０の前面２０ｆと対向する背面(主面、面)３０ｂとその反対面である前面（主面、面）３０ｆを有する。

【0022】

基板１０は、スイッチング素子（能動素子）Ｔｒ（図５参照）としての複数のトランジスタ（トランジスタ素子）がアレイ状に配置されたアレイ基板である。また、対向基板２０は、表示面側に設けられた基板であり、アレイ基板に対向配置された基板である。

【0023】

液晶ＬＱを含む液晶層ＬＱＬは、光学変調素子である。表示パネルＰ１は、上記したスイッチング素子を介して液晶層ＬＱＬの周辺に形成される電界の状態を制御することにより、そこを通過する光を変調する機能を備えている。この表示パネルＰ１を平面視したとき、基板１０、対向基板２０および導光板３０にある表示領域ＤＡは、図４に示すように液晶層ＬＱＬと重畳する。

【0024】

また、基板１０と対向基板２０とは、シール部（シール材）ＳＬＭを介して接着される。図３および図４に示すように、シール部ＳＬＭ（図４参照）は、表示領域ＤＡの周囲を囲むように、周辺領域ＰＦＡに配置される。シール部ＳＬＭの内側には、図４に示すように液晶層ＬＱＬがある。シール部ＳＬＭは、基板１０と対向基板２０との間に液晶を封入するシールとしての役割を果たす。また、シール部ＳＬＭは、基板１０と対向基板２０とを接着する、接着材としての役割を果たす。

【0025】

導光板３０は、対向基板２０に積層配置され、後述するサイド光源装置４０から出射された光源光をその内部に導光させる部材である。この導光板３０は、表示パネルＰ１の表面側に設けられることからカバーガラスと呼ばれることもある。

【0026】

サイド光源装置４０は、複数の光源部４１を有する。光源部４１は、導光板３０の側面３０ｓと対向する位置に配置される。図４に二点鎖線で模式的に示すように、光源部４１から出射された光源光Ｌ１は、基板１０の背面１０ｂおよび導光板３０の前面３０ｆで反射しながら、側面３０ｓから遠ざかる方向に伝搬する。光源光Ｌ１の伝搬経路において、基板１０の背面１０ｂおよび導光板３０の前面３０ｆは、屈折率の大きな媒質と、屈折率の小さな媒質との界面である。このため、光源光Ｌ１が前面３０ｆおよび背面１０ｂに入射する入射角が臨界角よりも大きい場合、光源光Ｌ１は、前面３０ｆおよび背面１０ｂにおいて全反射する。

【0027】

液晶ＬＱは高分子分散型液晶ＬＣであり、液晶性ポリマーと液晶分子を含んでいる。液晶性ポリマーは、筋状に形成され、液晶分子は、液晶性ポリマーの隙間に分散される。液晶性ポリマーおよび液晶分子の各々は、光学異方性あるいは屈折率異方性を有している。液晶性ポリマーの電界に対する応答性は、液晶分子の電界に対する応答性より低い。液晶性ポリマーの配向方向は、電界の有無にかかわらずほとんど変化しない。一方、液晶分子の配向方向は、液晶ＬＱにしきい値以上の高い電圧が印加された状態では、電界に応じて変化する。

【0028】

液晶ＬＱに電圧が印加されていない状態では、液晶性ポリマーおよび液晶分子のそれぞれの光軸は互いに平行であり、液晶層ＬＱＬに入射した光源光Ｌ１は、液晶層ＬＱＬ内でほとんど散乱されることなく透過する（透明状態）。液晶ＬＱに電圧が印加された状態では、液晶性ポリマーおよび液晶分子のそれぞれの光軸は互いに交差し、液晶ＬＱに入射した光源光Ｌ１は、液晶層ＬＱＬ内で散乱される（散乱状態）。

【0029】

表示パネルＰ１は、光源光Ｌ１の伝搬経路における液晶ＬＱの配向を制御することにより、透明状態と散乱状態とを制御する。散乱状態において光源光Ｌ１は液晶ＬＱにより放出光Ｌ２として背面１０ｂ及び前面３０ｆ側から表示パネルＰ１の外部に出射される。また、背面１０ｂ側から入射した背景光Ｌ３は、基板１０、液晶層ＬＱＬ、対向基板２０および導光板３０を透過して、前面３０ｆから外部に出射される。また、図示しないが、前面３０ｆ側から導光板３０、対向基板２０、液晶層ＬＱＬ及び基板１０と透過する前面３０ｆ側の背景光についても同様である。放出光Ｌ２および背景光Ｌ３は、前面３０ｆ側にいる観察者に視認される。そのため、観察者は、放出光Ｌ２と、背景光Ｌ３とを組み合わせて認識することができる。

【0030】

（回路の構成例）
次に、図３に示す表示パネルＰ１が備える回路の構成例について説明する。図５は、図３の透明表示パネルが備える回路の一例を示す回路ブロック図である。図５に示すコモン電極ＣＥに接続される配線経路は、例えば図４に示す対向基板２０に形成されている。図５では、対向基板２０に形成された配線を点線で図示している。図５に示す例では、光源制御部４２が、駆動回路５０に含まれる。変形例としては、駆動回路５０とは別に光源制御部４２を設ける場合もある。光源制御部４２は、例えば図３に示すサイド光源装置４０に接続される配線基板（図示は省略）に形成され、当該配線基板を介して光源部４１に電気的に接続されている。

【0031】

図５に示す例では、駆動回路５０は、信号処理回路５１、画素制御回路５２、ゲート駆動回路５３、ソース駆動回路５４、およびコモン電位駆動回路５５を備える。また、光源部４１は、例えば赤色光源、緑色光源、および青色光源となる発光ダイオード素子４１ｒ、４１ｇ、４１ｂを備える。

【0032】

信号処理回路５１は、入力信号解析部（入力信号解析回路）５１１、記憶部（記憶回路）５１２、および信号調整部５１３を備える。表示パネルＰ１は、画像の表示を制御する制御回路を備える制御部６０を有し、信号処理回路５１の入力信号解析部５１１には、制御部６０から図示しないフレキシブル配線板などの配線経路を介して入力信号ＶＳが入力される。入力信号解析部５１１は、外部から入力された入力信号ＶＳに基づいて解析処理を行い、入力信号ＶＣＳを生成する。入力信号ＶＣＳは、例えば、入力信号ＶＳに基づいて、表示パネルＰ１の各画素ＰＩＸ（図３参照）にどのような階調値を与えるかを定める信号である。

【0033】

信号調整部５１３は、入力信号解析部５１１から入力された入力信号ＶＣＳから入力信号ＶＣＳＡを生成する。信号調整部５１３は、入力信号ＶＣＳＡを画素制御回路５２へ送出し、光源制御信号ＬＣＳＡを光源制御部４２へ送出する。光源制御信号ＬＣＳＡは、例えば、画素ＰＩＸへの入力階調値に応じて設定される光源部４１の光量の情報を含む信号である。例えば、暗い画像が表示される場合、光源部４１の光量は小さく設定される。明るい画像が表示される場合、光源部４１の光量は大きく設定される。

【0034】

画素制御回路５２は、入力信号ＶＣＳＡに基づいて水平駆動信号ＨＤＳと垂直駆動信号ＶＤＳとを生成する。例えば、本実施形態では、フィールドシーケンシャル方式で駆動されるので、水平駆動信号ＨＤＳと垂直駆動信号ＶＤＳとが光源部４１が発光可能な色毎に生成される。ゲート駆動回路５３は水平駆動信号ＨＤＳに基づいて１垂直走査期間内に表示パネルＰ１（図３参照）のゲート線ＧＬを順次選択する。ゲート線ＧＬの選択の順番は任意である。図３に示すように複数のゲート線（信号配線）ＧＬは、Ｘ方向に延び、かつ、Ｙ方向に並んで配列されている。

【0035】

ソース駆動回路５４は垂直駆動信号ＶＤＳに基づいて１水平走査期間内に表示パネルＰ１の各ソース線ＳＬに各画素ＰＩＸ（図３参照）の出力階調値に応じた階調信号を供給する。図３に示すように複数のソース線（信号配線）ＳＬは、Ｙ方向に延び、かつ、Ｘ方向に並んで配列されている。ゲート線ＧＬとソース線ＳＬとの交差毎に、一つの画素ＰＩＸが形成される。ゲート線ＧＬとソース線ＳＬとが交差する部分のそれぞれには、スイッチング素子Ｔｒ（図５参照）が形成されている。図３および図５に示す複数のゲート線ＧＬおよび複数のソース線ＳＬは、図に示す液晶ＬＱを駆動する駆動信号を伝送する複数の信号配線に相当する。

【0036】

図５に示すスイッチング素子Ｔｒとして例えば、薄膜トランジスタが用いられる。薄膜トランジスタの種類は特に限定されず、例えば、以下のようなものを例示できる。ゲートの位置で分類すると、ボトムゲート型トランジスタまたはトップゲート型トランジスタを挙げることができる。また、ゲートの数で分類すると、シングルゲート薄膜トランジスタと、ダブルゲート薄膜トランジスタとを挙げられる。スイッチング素子Ｔｒのソース電極およびドレイン電極のうち一方はソース線ＳＬに接続され、ゲート電極はゲート線ＧＬに接続され、ソース電極およびドレイン電極のうち他方は、高分子分散型液晶ＬＣ（図４に示す液晶ＬＱ）の容量の一端に接続されている。高分子分散型液晶ＬＣの容量は、一端がスイッチング素子Ｔｒに画素電極ＰＥを介して接続され、他端がコモン電極ＣＥを介してコモン電位配線ＣＭＬに接続されている。また、画素電極ＰＥと、コモン電位配線ＣＭＬに電気的に接続されている保持容量電極との間には、保持容量ＨＣが生じる。なお、コモン電位配線ＣＭＬは、コモン電位駆動回路５５より供給される。

【0037】

（導光板の入光面）
次に、図３に示す表示パネルＰ１の導光板３０において、その側面には光源部４１を有するサイド光源装置４０が配置されているが、この光源部４１と対向する導光板３０の側面について説明する。

【0038】

光源部４１は、通常、サイド光源装置４０の長手方向（第１の方向）に沿って複数個並んで配置される。これは、複数の光源部４１が、導光板３０の側面３０ｓに対向するように配置されているということもできる。なお、この光源部４１は、例えば、図５に示しているように、発光ダイオード素子４１ｒ、４１ｇ、４１ｂを有して構成される。

【0039】

図６は、導光板３０と光源部４１との配置関係を説明するための図である。ここで、表示パネルＰ１については、それを構成する基板１０を下側に、導光板３０を上側に配置して側面視したときの図を示している。このように視たとき、導光板３０の側面３０ｓに対向するように光源部４１が配置される。そして、光源部４１から出射された光源光Ｌ１は、この側面３０ｓに照射され、導光板３０内を光源光Ｌ１が導光する。すなわち、側面３０ｓは、導光板３０における光源光Ｌ１の入光面である。

【0040】

そして、本実施の形態においては、光源部４１と対向する側面３０ｓを粗面化し、この側面３０ｓ以外の側面（光源部４１と対向していない側面）は鏡面化する。すなわち、側面３０ｓの表面粗さが、側面３０ｓ以外の側面の表面粗さよりも大きくなるようにする。

【0041】

ここで、側面３０ｓは、上記のように光源部４１から出射される光を導光板３０に入光させる面であり、この側面３０ｓを粗面化することで、光源部４１から出射された光源光Ｌ１は、この側面３０ｓで散乱しながら、導光板３０内に入ってくることとなる。そのため、光源部４１からの光を導入する入光部付近（入光部側領域ＥＬＡ）においては、光源光による明度の不均一を解消し、スジ状の光の発生を抑制できる。

【0042】

なお、図６においては、光源光Ｌ１が導光板３０に入射した後の実線の矢印は光源光Ｌ１が散乱していることを示しているが、光源光Ｌ１は、厚さ方向のみならず平面方向にも散乱するため、入光部付近において観察される光の明度が均一化されると考えられる。

【0043】

一方、導光板３０の側面３０ｓ以外の側面を鏡面化することで、導光板３０に入光して散乱された光が外部に放出されることを抑制でき、光の利用効率を向上できる。すなわち、図４に示したように、導光板３０に入光する光源光Ｌ１は、粗面化された側面３０ｓで散乱されつつ、基板１０の背面１０ｂおよび導光板３０の前面３０ｆで反射しながら、側面３０ｓから遠ざかる方向に伝搬する。そして、光源光Ｌ１は、側面３０ｓと対向する側面および側面３０ｓと交差する側面にそれぞれ到達するが、これら側面は鏡面となっているため、その大部分は反射して、さらに導光板３０の内部を伝搬して、画像表示のために利用することができる。

【0044】

したがって、本実施の形態のように、導光板３０の側面３０ｓを粗面化し、それ以外の側面を鏡面化することで、入光部側領域ＥＬＡで観察されるスジ状の光の発生を抑制し、かつ、光の利用効率を維持することができる。

【0045】

ここで、導光板３０の側面３０ｓの表面粗さは、表面粗さＲａが０．１～１．５μｍおよび表面粗さＲｚが１．５～９．５μｍの少なくともいずれかの条件を満たすことが好ましい。側面３０ｓにおいて、これら表面粗さＲａと表面粗さＲｚは、上記範囲を同時に満たしてもよい。また、これら表面粗さのより好ましい範囲としては、それぞれ、表面粗さＲａが１．０～１．５μｍ、表面粗さＲｚが５．０～９．５μｍである。

【0046】

また、導光板３０の側面３０ｓ以外の側面の表面粗さは、表面粗さＲａが０．０２μｍ以下および表面粗さＲｚが０．０５～０．２μｍの少なくともいずれかの条件を満たすことが好ましい。側面３０ｓ以外の側面において、これら表面粗さＲａと表面粗さＲｚは、上記範囲を同時に満たしてもよい。また、これら表面粗さのより好ましい範囲としては、それぞれ、表面粗さＲａが０．０１μｍ以下、表面粗さＲｚが０．０５～０．１μｍである。

【0047】

このような粗面化した側面を有する導光板３０は、以下のようにして形成することができる。一例としては、導光板３０の側面３０ｓをフッ化水素酸によって化学的に加工することで、粗面を形成することができる。または、側面３０ｓを、粒度＃６００～８００の回転砥石によって機械的に加工することで、粗面を形成することもできる。このように所望の表面粗さとなるように加工した導光板３０を用い、表示パネルＰ１を形成するようにすればよい。

【0048】

ここで、本実施の形態における表示装置は、上記のような表示パネルＰ１を有することで、スジ状の光の発生を抑制するのと同時に、散乱により、表示パネルＰ１の入光部側領域ＥＬＡにおける輝度も向上する。

【0049】

入光部側領域ＥＬＡにおいて輝度が向上すると、今度は、入光部側領域ＥＬＡとそれよりも光源と遠い領域とにおいて、輝度差が大きくなる場合がある。その場合、表示パネルＰ１全体として輝度が不均一になり、輝度傾斜が生じるおそれがある。このような輝度傾斜が生じないように（輝度の不均一を解消するために）、導光板３０の厚さを厚くすることが好ましい。

【0050】

このときの導光板３０の厚さは、上記作用を奏しつつ、輝度傾斜の発生を抑制するためには、３～６．５ｍｍの範囲が好ましく、４．０～５．０ｍｍがより好ましい。この導光板３０の厚さは、図７の厚さＴ３で示した部分の厚さである。

【0051】

また、基板１０の厚さおよび対向基板２０の厚さは、液晶層ＬＱＬを安定して保持でき、かつ、背景を含めた画像表示を明瞭に行うことができるようにすればよい。このような機能を担保する観点からは、基板１０の厚さおよび対向基板２０の厚さは、それぞれ０．５～０．７ｍｍの範囲が好ましい。このとき、基板１０の厚さは、図７の厚さＴ１で示した部分の厚さであり、対向基板２０の厚さは、図７の厚さＴ２で示した部分の厚さである。

【0052】

それぞれの基板、対向基板および導光板において、上記のような厚さの範囲を満たすことで、入光部側領域ＥＬＡにおけるスジ状の光の発生を抑制しつつ、表示領域ＤＡにおける入光部側領域ＥＬＡとそれ以外の領域との輝度の不均一化も抑制し、表示品質の良好な表示装置とできる。

【0053】

なお、上記説明した本実施の形態における表示装置では、対向基板２０と導光板３０とを別々の構成として記載し、光源光Ｌ１を導光板３０に導入する場合を例示しているが、光源光Ｌ１を対向基板２０のみに入光させるようにしてもよいし、対向基板２０と導光板３０の両方に入光させてもよい。また、対向基板２０と導光板３０の各作用を併せて発揮できるようにした基板であれば、これらをまとめて１つの基板として用意し、表示パネルＰ１を構成してもよい。

【0054】

＜変形例１＞
なお、図８に示したように、導光板３０について、その光源部４１側（入光部側）に導光板の一部としてレンズ部３１を設けてもよい。このとき、レンズ部３１は、光源部４１と対向する側面３１ｓを有し、その側面３１ｓの反対側の側面は、導光板３０と接するように配置され、光源部４１から射出された光源光を、レンズ部３１を介して、導光板３０に導入することができる。

【0055】

このレンズ部３１は、Ｘ方向に配列された複数のレンズにより構成することもでき、または、Ｘ方向に延びる１本のレンズにより構成することもできる。レンズとは、可視光を透過させる導光部材のうち、屈折率の違いを利用して光を発散または収束させる機能を備えた光学部材である。このレンズ部３１は導光板の一種として機能し、本変形例では、導光板３０とレンズ部３１とを合わせて導光板を構成するものとする。

【0056】

したがって、図８で示した構成を有する表示パネルにおいては、このレンズ部３１の光源部４１と対向する側面を、図６を参照しながら説明した導光板３０の側面３０ｓと同様の構成となるように粗面化する。すなわち、図６における、導光板３０の側面３０ｓを、レンズ部３１の側面３１ｓに読み替えて、この側面３１ｓと導光板３０の側面３０ｓ以外の側面との表面粗さの関係を所定のものとするように構成すればよい。

【0057】

＜変形例２＞
また、図９に示したように、基板１０の背面１０ｂに、他の基板１０と、液晶層ＬＱＬと、対向基板２０と、導光板３０と、サイド光源装置４０（光源部４１）と、制御部６０と、を設けた表示パネルＰ１０とすることもできる。すなわち、２枚の表示パネルＰ１の基板１０の背面１０ｂ同士をそれぞれ貼り合わせたものが、表示パネルＰ１０と言い換えることができる。

【0058】

この表示パネルＰ１０のような構成であっても、表示パネルＰ１０の一方の面側にいる観察者は、その反対面側にある背景を、表示パネルＰ１０を介して視認することができると共に、その観察者のいる側の画像を認識、観察できる。また、表示パネルＰ１０の他方の面側にいる観察者は、その反対面側にある背景を、表示パネルＰ１０を介して視認することができると共に、その観察者のいる側の画像を認識、鑑賞できる。

【0059】

これらの画像表示は、一方の面だけに同じ画像を表示することもできるし、両方の面にそれぞれ異なる画像を同時に表示することもできる。ただし、両方の面を同時に表示する場合には、背景が透過する態様で表示すると、基板１０の前面１０ｆ側と裏面１０ｂ側で表示される画像のそれぞれが認識できてしまうため、観察者に表裏の逆になった画像が重なって見えることとなり、届けたい画像等の認識、観察の邪魔になってしまうことがある。したがって、両方の面を同時に表示する場合には、互いに干渉しないように表示するか、背景色を濃いものとして、観察者側の表示が観察できないまたは観察しにくいように表示することが好ましい。

【0060】

この表示パネルＰ１０では、両方の面に設けられている導光板３０の側面３０ｓのそれぞれが、粗面化されており、いずれの画像表示においても、入光部側領域ＥＬＡにおいて、スジ状の光の発生が抑制されるようにすることが好ましい。

【0061】

次に、本実施の形態の実施構成例および比較構成例により、本実施の形態をさらに詳細に説明する。

【0062】

（比較構成例）
導光板３０の側面が全て同程度の表面粗さとなるようにした（側面３０ｓを粗面化していない）以外は、図４に示した構成となるように、比較構成例となる表示パネルＣ１を用意した。この表示パネルＣ１は、基板１０の厚さが５００μｍ、対向基板２０の厚さが７００μｍ、導光板３０の厚さが２７５０μｍであり、導光板３０の側面は、その全ての側面において表面粗さＲａ０．０２μｍ、表面粗さＲｚ０．２μｍの構成としたものを使用した。また、光源部４１としては、青色、赤色、緑色のＬＥＤを順番に並べて配置した。

【0063】

この表示パネルＣ１において、ＬＥＤからの光源光を導光板３０に入射させたところ、図１１で示したように、入光部側領域ＥＬＡにおいて、使用したＬＥＤに対応するスジ状の光が複数確認された。

【0064】

（実施構成例１～２）
図４に示した構成となるように、実施構成例となる表示パネルを用意した。この実施構成例では、導光板３０における光源部４１と対向する側面３０ｓを粗面化した以外は表示パネルＣ１と同じ構成のものとした表示パネル１と、さらに導光板３０の厚さを５０００μｍとした以外は表示パネル１と同一の構成を有する表示パネル２とを用意した。

【0065】

このとき、導光板３０の側面は、光源部４１と対向する側面３０ｓのみを粗面化したもの（側面３０ｓの表面粗さＲａを０．１～１．５μｍ、表面粗さＲｚ１．５～９．５μｍの構成）とし、側面３０ｓ以外の側面の表面粗さＲａを０．０２μｍ、表面粗さＲｚを０．０５～０．２μｍとした。

【0066】

この表示パネル１および２において、ＬＥＤからの光源光を導光板３０に入射させたところ、図１０で示したように、入光部側領域ＥＬＡにおいて、配置したＬＥＤに対応するスジ状の光がほぼ認識できず、スジ状の光の発生を抑制できたことが確認できた。また、上記構成においては、入光部側領域ＥＬＡとそれ以外の領域において、輝度傾斜が表示パネル１に比べて表示パネル２が改善されていることが確認できた。これは、入光部となる側面３０ｓの表面粗さによって散乱した光源光による輝度の向上が、導光板３０の厚さをより厚くすることで緩和され、入光部側領域ＥＬＡとそれ以外の領域における輝度差（輝度傾斜）が小さくなったためと考えられる。

【0067】

上記実施の形態および変形例で説明したように、導光板３０の光源部４１と対向する側面３０ｓの表面粗さと、導光板３０の側面３０ｓ以外の側面の表面粗さとを所定の関係とすることで、導光板３０の入光部側領域におけるスジ状の光の発生や、さらには入光部側領域とそれ以外の表示領域における輝度傾斜を改善し、表示画像の品質を向上させることができる。

【0068】

以上、実施の形態および代表的な変形例について説明したが、上記した技術は、例示した変形例以外の種々の変形例に適用可能である。例えば、上記した変形例同士を組み合わせてもよい。

【0069】

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例および修正例に想到し得るものであり、それら変更例および修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0070】

本発明は、表示装置や表示装置が組み込まれた電子機器に利用可能である。

【符号の説明】

【0071】

１０ 基板
１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ 背面（主面、面）
１０ｆ，２０ｆ，３０ｆ 前面（主面、面）
２０ 対向基板
３０ 導光板
３０ｓ，３１ｓ 側面
３１ レンズ
４０ サイド光源装置
４１ 光源部
４１ｒ，４１ｇ，４１ｂ 発光ダイオード素子
４２ 光源制御部
５０ 駆動回路
５１ 信号処理回路
５２ 画素制御回路
５３ ゲート駆動回路
５４ ソース駆動回路
５５ コモン電位駆動回路
６０ 制御部
１００ 観察者
１０１ 背景
ＣＥ コモン電極
ＣＭＬ コモン電位配線
ＤＡ 表示領域
ＥＬＡ 入光部側領域
ＧＬ ゲート線（信号配線）
ＨＣ 保持容量
ＨＤＳ 水平駆動信号
Ｌ１ 光源光
Ｌ２ 放出光
Ｌ３ 背景光
ＬＣ 高分子分散型液晶
ＬＣＳＡ 光源制御信号
ＬＱ 液晶
ＬＱＬ 液晶層
Ｐ１ 表示パネル
ＰＥ 画素電極
ＰＦＡ 周辺領域（額縁領域）
ＰＩＸ 画素
ＳＬ ソース線（信号配線）
ＳＬＭ シール部
Ｔｒ スイッチング素子
ＶＣＳ，ＶＣＳＡ，ＶＳ 入力信号
ＶＤＳ 垂直駆動信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】