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この項目の情報は公開日時点(1998年4月24日)のものです。
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図面 (4)

課題

所望の輝度分布を持つ液晶表示装置を提供すること。

解決手段

バックライトと、該バックライトからの光が入射される液晶パネル5と、該液晶パネル5からの光が入射する光拡散板6とを備え、該光拡散板5が周期的な凹凸構造を有しており、1周期内平坦部と少なくとも2つ以上の凸部とが含まれていることを特徴とする。上記のバックライトは光源1と導光体3とにより構成することができる。

概要

背景

透過型液晶パネルを用いた液晶表示装置は、バックライトドット状に画素が配置された液晶パネルとで構成され、液晶パネルの各画素における光の透過率コントロールすることによって文字映像の表示を行っている。バックライトにはハロゲンランプ反射板レンズ等の組み合わせにより出射光分布を制御するものや、冷陰極管導光体の端面に設けて冷陰極管を発した光を端面に対して垂直な面から出射させるものなどが挙げられる。前者は高輝度を必要とする液晶プロジェクタに主に用いられ、後者は薄型化が可能なため直視型の液晶TVやノートパソコンディスプレイとして主に用いられている。

概要

所望の輝度分布を持つ液晶表示装置を提供すること。

バックライトと、該バックライトからの光が入射される液晶パネル5と、該液晶パネル5からの光が入射する光拡散板6とを備え、該光拡散板5が周期的な凹凸構造を有しており、1周期内平坦部と少なくとも2つ以上の凸部とが含まれていることを特徴とする。上記のバックライトは光源1と導光体3とにより構成することができる。

目的

本発明の目的は、上記の課題を解決し、所望の輝度分布を持つ液晶表示装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
2件

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請求項1

バックライトと、該バックライトからの光が入射する液晶パネルと、該液晶パネルからの光が入射する光拡散板とを備え、該光拡散板が周期的な凹凸構造を有しており、1周期内平坦部と少なくとも2つ以上の凸部とが含まれていることを特徴とする液晶表示装置

請求項2

バックライトが光源導光体とにより構成されている請求項1記載の液晶表示装置。

技術分野

0001

本発明は液晶表示装置に関する。

背景技術

0002

透過型液晶パネルを用いた液晶表示装置は、バックライトドット状に画素が配置された液晶パネルとで構成され、液晶パネルの各画素における光の透過率コントロールすることによって文字映像の表示を行っている。バックライトにはハロゲンランプ反射板レンズ等の組み合わせにより出射光分布を制御するものや、冷陰極管導光体の端面に設けて冷陰極管を発した光を端面に対して垂直な面から出射させるものなどが挙げられる。前者は高輝度を必要とする液晶プロジェクタに主に用いられ、後者は薄型化が可能なため直視型の液晶TVやノートパソコンディスプレイとして主に用いられている。

発明が解決しようとする課題

0003

従来の液晶表示装置では、液晶表示装置を観察する方向と液晶表示装置の表示面に対して垂直な方向とのなす角度(すなわち、液晶表示装置の表示面から見た観察者が位置する方向が、液晶表示装置の正面方向からずれている角度)の大きさによって、液晶表示装置に表示される画像のコントラストが大きく変化し、良好な画質が得られる視野角が狭いという課題が存在する。このため、液晶表示装置の一つの表示面を多数の人が同時に観察することは困難である。また、このような液晶表示装置の大画面近接して観察した場合には、表示面の中央部と周辺部とでコントラストの差が認められ、画質が低下するという課題も存在する。

0004

上記の課題は、直視型液晶表示装置で特に顕著である、この課題を解決するため、液晶パネルの観察者側に多面体レンズを配置した液晶表示装置(特開昭56−65175号公報を参照)、凹レンズアレイを配置した表示装置(特開昭53−25399号公報を参照)などが開発されている。しかしながら、これら従来の液晶表示装置では十分に広い視野角と画質とを得るには至っていない。これは、光の輝度分布のコントロールが充分に行われていないからである。

0005

本発明の目的は、上記の課題を解決し、所望の輝度分布を持つ液晶表示装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

上記の課題を解決する本発明の液晶表示装置は、バックライトと、該バックライトからの光が入射する液晶パネルと、該液晶パネルからの光が入射する光拡散板とを備え、該光拡散板が周期的な凹凸構造を有しており、1周期内平坦部と少なくとも2つ以上の凸部とが含まれていることを特徴とする。上記のバックライトは光源と導光体とにより構成することができる。

0007

本発明では、1周期内に平坦部と少なくとも2つ以上の凸部とが含まれている光拡散板を液晶パネルの観察者側に配置しているので、液晶パネルを出射した光は、光拡散板により屈曲拡散されるため、出射光の広がりが大きくなり、視野角が拡大されると共に、表面に設けた凹凸により光の輝度分布を効率よく制御することが可能である。

発明を実施するための最良の形態

0008

本発明の液晶表示装置の一例の概略構成図を図1に示す。図1に示すように、この液晶表示装置では、導光体3の光入射面2側に冷陰極管で代表される光源1が設けられている。導光体の光射出面4側には液晶パネル5および光拡散板6が設けられている。光源1を発した光は導光体3内を伝わり光出射面4から出射され、この光が観察者によって観察される。上記の光源としては、1管であっても、2管であっても良い。また、直下式光源を用いても良い。

0009

光拡散板6の表面には、周期性を有する凹凸群が形成され、凹凸群の1周期内に2つ以上の凸部と平坦部とが設けられている。表面に凹凸群が設けられたレンズシートなどの従来の光拡散板は1周期内に1つの凸部と1つの平坦部のみが形成されているが、このような光拡散板によって出射光の輝度分布をコントロールするには限界がある。これに対して、本発明における光拡散板のように1周期内に2つ以上の凸部が構成されている場合には、出射光の輝度分布は各パターンで得られる輝度分布を重ね合わせたものとなる。すなわち、図2に示す形状の光拡散板であれば、パターン1(第1の凸部)とパターン3(平坦部)との繰り返しによる輝度の変化と、パターン2(第2の凸部)とパターン3(平坦部)との繰り返しによる輝度の変化とを重ね合わせた分布が生じる。ここで、パターン1〜3が1周期内に占める幅の割合を変えることによって異なる輝度分布が得られる。すなわち、1周期内に2つ以上の凸部が構成されている光拡散板を用いれば、従来の1周期内に1つの凸部と1つの平坦部のみが形成されている光拡散板では不可能であった任意の輝度分布を得ることができるようになる。なお、図2では一方向の断面のみを示しているが、光拡散板の周期構造は1方向のみに設けられていても、縦横の2方向に設けられていてもいずれでも良い。

0010

図3に本発明で用いられる光拡散板の他の一例の断面形状を示す。何れも1周期内に2つ以上の凸部が構成されており、(a)は2つの球面状凸部、(b)(c)は球面と斜面とからなる凸部および球面状の凸部からなっている。

0011

本発明で用いられる液晶パネルの方式としては、単純マトリックス駆動方式アクティブマトリックス駆動方式等が挙げられ、液晶のモードとしては、ツイストネマチック型、スーパーツイストネマチック型などが代表的なものとして挙げられる。

0012

光拡散板は、例えば光拡散板の凹凸パターンとは逆の凹凸パターンが設けられた金型(またはスタンパー)にポリカーボネートアクリルトリアセチルセルロース(TAC)などからなる透明フィルムまたは透明板を載置し、金型内(またはスタンパー上)で透明フィルム等を熱変形させ、熱変形した透明フィルム等を冷却した後に金型(またはスタンパー)を取り外すことにより製造される。また、光拡散板は、透明フィルム上または透明板上に紫外線硬化性の透明樹脂を塗布し、光拡散板の凹凸パターンとは逆の凹凸パターンが設けられた金型(またはスタンパー)を、紫外線硬化性透明樹脂の塗布面上に載置したまま紫外線照射してこの透明樹脂を硬化させることによっても製造される。紫外線硬化性の透明樹脂に代えて、熱硬化性の透明樹脂を塗布し、この透明樹脂を熱硬化しても良い。また、透明フィルム上または透明板上に紫外線硬化性の透明樹脂を塗布し、この透明樹脂に光拡散板の凹凸パターンとは逆のパターンが印刷されたフォトマスクを通して紫外線を照射し、その後、紫外線硬化性透明樹脂を現像処理することによっても本発明における光拡散板を製造することができる。これらの方法では厚さが500μm以下の位相格子が作製可能であり、本発明のように光拡散板を用いても、液晶表示装置の小型薄型化が妨げられるものではない。

0013

さらに、ポリカーボネート、アクリルなどの熱可塑性の透明樹脂を用いて射出成形することによっても本発明における光拡散板を製造することができる。

0014

なお、導光体と液晶パネルとの間にプリズムシート等を配置して光の均一性や正面方向の輝度を上げることで、視野角を拡大することができる。

発明の効果

0015

本発明によれば、所望の輝度分布を持つ液晶表示装置が得られる。

図面の簡単な説明

0016

図1本発明の液晶表示装置の概略構成図である。
図2本発明における光制御板の一例の概略断面図である。
図3本発明における光制御板の他の一例の概略断面図である。

--

0017

1・・・光源
2・・・光入射面
3・・・導光体
4・・・光射出面
5・・・液晶パネル
6・・・光拡散板

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