JP2002311425A - Liquid crystal display - Google Patents

Liquid crystal display

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JP2002311425A
JP2002311425A JP2001114576A JP2001114576A JP2002311425A JP 2002311425 A JP2002311425 A JP 2002311425A JP 2001114576 A JP2001114576 A JP 2001114576A JP 2001114576 A JP2001114576 A JP 2001114576A JP 2002311425 A JP2002311425 A JP 2002311425A
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Japan
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liquid crystal
layer
light
display device
crystal display
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Application number
JP2001114576A
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Japanese (ja)
Inventor
Motohiko Matsushita
元彦 松下
Akihiro Funamoto
昭宏 船本
Shigeru Aoyama
茂 青山
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make visibility satisfactory by making a liquid crystal image easily viewable in a liquid crystal display. SOLUTION: A reflection layer 8A is provided on the downside of a liquid crystal layer 38 and a surface on the side of the liquid crystal layer of the reflection layer is provided with a rugged pattern to orient reflected light to a space outside of a light source reflecting surface (external space). When a predetermined position outside the external space is defined as a conversion point 5, the reflection layer is centered around a position at which a perpendicular line of the conversion point 5 and a horizontal line of the reflection layer are crossed, the rugged pattern is provided with a plurality of projected parts having inclined surfaces and furthermore, an inclination angle of an inclined surface is a first pattern to become larger as it is set apart from the center side. In addition, the rugged pattern can also be defined as a second pattern to become fine as a pitch to form the projected part is set apart from the center side by defining height of the project part as fixed. And the center is positioned, for example, on a segment to bisect a liquid crystal screen. Thus, reflection of a light source on the liquid display image is prevented, the liquid crystal image becomes easily viewable and the visibility becomes satisfactory.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
し、特に、反射型の液晶表示装置に関する。
The present invention relates to a liquid crystal display, and more particularly to a reflection type liquid crystal display.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータ(P
C)、テレビ、ワードプロセッサー、及びビデオ等の電
子機器において用いられる表示装置に、液晶表示装置が
使用されつつある。このような電子機器では、一層の高
機能化とともに、小型化、省電力化、そして、低コスト
化等のために、所謂バックライトを用いることなく、外
部から入射した光を反射させて、液晶画像を表示する液
晶表示装置(以下反射型液晶表示装置と呼ぶ)が用いら
れつつある。前述のように、反射型液晶表示装置では、
バックライトを用いていないから、外部からの入射光を
効率よく利用して液晶表示面を背後から照明できるか否
かが重要な点となる。
2. Description of the Related Art In recent years, personal computers (P
Liquid crystal display devices are being used for display devices used in electronic devices such as C), televisions, word processors, and videos. In such electronic devices, in order to further enhance the functions, reduce the size, save power, and reduce the cost, the so-called backlight is used without using a so-called backlight. A liquid crystal display device for displaying an image (hereinafter referred to as a reflective liquid crystal display device) is being used. As described above, in the reflection type liquid crystal display device,
Since no backlight is used, it is important whether or not the liquid crystal display surface can be illuminated from behind by efficiently utilizing externally incident light.

【0003】ここで、図12を参照して、従来の反射型
液晶表示装置について説明する。図12(a)に示す反
射型液晶表示装置(液晶パネル)12では、例えば、ガ
ラス等の透明な材料で成形された下側基板11上に反射
膜34が形成されている。反射膜34上には液晶層38
を介してカラーフィルター基板(CF)35が配置さ
れ、CF35上には上側基板(例えば、ガラス板)2を
介して光拡散板3が配置されている。
Here, a conventional reflection type liquid crystal display device will be described with reference to FIG. In the reflection type liquid crystal display (liquid crystal panel) 12 shown in FIG. 12A, for example, a reflection film 34 is formed on a lower substrate 11 formed of a transparent material such as glass. A liquid crystal layer 38 is provided on the reflection film 34.
, A color filter substrate (CF) 35 is disposed, and a light diffusion plate 3 is disposed on the CF 35 via an upper substrate (for example, a glass plate) 2.

【0004】図示の液晶パネル12では、外部から入射
した光(以下周囲光と呼ぶ)は反射膜34で反射される
ことになるが、反射板膜34は平坦面である関係上、正
反射方法以外には周囲光を反射させず、この結果、液晶
パネル12の視野角が狭くなってしまう。このため、図
13に示す例では、上側基板2上に光拡散板3を配置し
て、反射膜34で反射された周囲光(つまり、反射光)
を、図中実線矢印で示すように、光拡散板3で拡散する
ようにしており、これによって、液晶パネル12の視野
角を広くするようにしている。
In the illustrated liquid crystal panel 12, light incident from the outside (hereinafter referred to as ambient light) is reflected by a reflection film 34. However, since the reflection plate film 34 is a flat surface, a specular reflection method is used. Other than that, it does not reflect ambient light, and as a result, the viewing angle of the liquid crystal panel 12 becomes narrow. Therefore, in the example shown in FIG. 13, the light diffusion plate 3 is disposed on the upper substrate 2, and the ambient light reflected by the reflection film 34 (that is, the reflected light)
Are diffused by the light diffusion plate 3 as shown by solid arrows in the figure, thereby widening the viewing angle of the liquid crystal panel 12.

【0005】上述のように、反射膜34で正反射された
周囲光は、光拡散板3で拡散され、正反射方向の光(以
下正反射光と呼ぶ)と他の方向の光(以下拡散光と呼
ぶ)として光拡散板3から出射されることになるが、正
反射方向がもっとも明るく(つまり、正反射光が最も強
い)、他の方向では正反射方向から離れるにつれて暗く
なる(つまり、拡散光は正反射光からその角度が離れる
につれて弱くなる)。例えば、図12(b)に示すよう
に、入射角0度の周囲光が液晶パネル12に入射したと
仮定した場合、正反射角度0度が最も明るく、正反射角
度0度から反射角度が離れるにつれて暗くなっていく。
そして、図示のように、正反射角度0度±10度を過ぎ
ると明るさが極めて小さくなってしまう。つまり、拡散
板3を上側基板2上に配置しても、正反射方向に明るさ
のピークが現れることになる。
As described above, the ambient light specularly reflected by the reflection film 34 is diffused by the light diffusing plate 3, and the light in the specular reflection direction (hereinafter, referred to as specular reflection light) and the light in the other direction (hereinafter, diffusion light). The light is emitted from the light diffusion plate 3 as light), and the direction of specular reflection is the brightest (that is, the specular reflected light is the strongest). The diffuse light becomes weaker as the angle increases from the specular light). For example, as shown in FIG. 12B, when it is assumed that ambient light having an incident angle of 0 degree is incident on the liquid crystal panel 12, the specular reflection angle of 0 degree is the brightest, and the reflection angle is separated from the specular reflection angle of 0 degree. It will be getting darker.
Then, as shown in the figure, when the specular angle exceeds 0 ° ± 10 °, the brightness becomes extremely small. That is, even if the diffusion plate 3 is disposed on the upper substrate 2, a brightness peak appears in the regular reflection direction.

【0006】図13を参照すると、図13(a)には、
図12(a)において、液晶パネル12の表面から所定
の距離(例えば、30cm程度)離れて、人間の目49
が位置づけられた例が示されている。いま、説明の便宜
上、周囲光が液晶パネル12に対して垂直に入射して反
射膜34のA、B、及びC点で反射されたとし、人間の
目49はB点の上方に位置づけられているものとする。
Referring to FIG. 13, FIG.
In FIG. 12A, a human eye 49 is separated from the surface of the liquid crystal panel 12 by a predetermined distance (for example, about 30 cm).
Is shown. Now, for convenience of explanation, it is assumed that ambient light is perpendicularly incident on the liquid crystal panel 12 and is reflected at points A, B, and C of the reflection film 34, and the human eye 49 is positioned above the point B. Shall be

【0007】図12(b)で説明したように、反射膜3
4のA、B、及びC点で反射して拡散板3で拡散された
反射光は反射方向(図示の例では、垂直方向、例えば出
射角0度)の明るさが最も強いことになる。前述のよう
に、人間の目49はB点の上方に位置づけられているか
ら、B点で反射した光は人間の目49に最も明るく感じ
られることになる。一方、A点で反射した光は、その反
射方向に人間の目49が位置づけられていないから、光
拡散板3で拡散した光のうち最も明るい光は人間の目4
9に届かず、人間の目49が液晶パネル12の表面から
30cm程度離れていれば、図13(a)に示すよう
に、拡散角10度の光が最も人間の目49に届くことに
なる。
[0007] As described with reference to FIG.
The light reflected at points A, B, and C of No. 4 and diffused by the diffusion plate 3 has the highest brightness in the reflection direction (in the illustrated example, in the vertical direction, for example, at an emission angle of 0 °). As described above, since the human eye 49 is positioned above the point B, the light reflected at the point B is perceived to be the brightest by the human eye 49. On the other hand, the light reflected at the point A has no human eye 49 positioned in the direction of reflection, so the brightest light among the light diffused by the light diffusion plate 3 is the human eye 4.
9 and the human eye 49 is about 30 cm away from the surface of the liquid crystal panel 12, light having a diffusion angle of 10 degrees reaches the human eye 49 most as shown in FIG. .

【0008】同様に、C点で反射した光は、その反射方
向に人間の目49が位置づけられていないから、光拡散
板3で拡散した光のうち最も明るい光は人間の目49に
届かず、人間の目49が液晶パネル12の表面から30
cm程度離れていれば、拡散角−10度の光が最も人間
の目49に届くことになる。
Similarly, the light reflected at the point C does not have the human eyes 49 positioned in the direction of reflection, so that the brightest light diffused by the light diffusion plate 3 does not reach the human eyes 49. , The human eye 49 is 30 degrees from the surface of the liquid crystal panel 12.
At a distance of about cm, light having a diffusion angle of −10 degrees reaches the human eye 49 most.

【0009】上述のように、人間の目49がB点の上方
に位置づけられている際には、B点が最も明るく見え、
A点及びC点は暗く見える結果、垂直に入射する光以外
の光を考慮しても、図14(b)に示すように、B点が
最も明るく見え(B点に明るさのピークがある)、B点
から離れるにつれて暗くなってしまう。
As described above, when the human eye 49 is positioned above the point B, the point B looks brightest,
As a result, points A and C appear dark, so that even when light other than the vertically incident light is considered, point B looks brightest as shown in FIG. 14B (point B has a brightness peak). ), It becomes darker as it moves away from point B.

【0010】このことは、目49の位置がA点の上方に
あれば、A点が最も明るく見え、A点から離れるにつれ
て暗くなることになる。同様に、目49の位置がC点の
上方にあれば、C点が最も明るく見え、C点から離れる
につれて暗くなることになる。このように、図13
(a)に示す液晶パネル12では、人間の目49の位置
に関係なく、液晶パネル面内で明るく見える箇所と暗く
見える箇所が不可避的に生じてしまい、使用者にとって
極めて画面が見づらいという不具合がある。
This means that if the position of the eye 49 is above the point A, the point A looks brightest and becomes darker as the distance from the point A increases. Similarly, if the position of the eye 49 is above the point C, the point C looks brightest and becomes darker as the distance from the point C increases. Thus, FIG.
In the liquid crystal panel 12 shown in (a), a part that looks bright and a part that looks dark in the liquid crystal panel surface inevitably occur irrespective of the position of the human eyes 49, and there is a problem that the screen is extremely difficult for a user to see. is there.

【0011】このような不具合を防止するため、例え
ば、光拡散板3上にフレネルレンズ層(フレネルレンズ
シート)を形成したものが知られている。図14を参照
して、図14(a)に示す例において、図12(a)及
び図13(a)と同一の構成要素については、同一の参
照番号を付す。図示の例では、光拡散板3上にフレネル
レンズ層37が形成されている。このフレネルレンズ層
37の表面は所定の凹凸形状(凹凸パターン)を有して
おり、この凹凸パターンの高さは一定となっているが、
そのピッチは中心部から周辺部に向かうに従って細かく
なっている。例えば、人間の目49の位置がB点に位置
づけられた際、光拡散板3で拡散された反射光(以下反
射拡散光と呼ぶ)をフレネルレンズ層37で偏向した
際、その強度の最も強い光が目49に向かうように、凹
凸パターンが形成される。
In order to prevent such a problem, for example, a device in which a Fresnel lens layer (Fresnel lens sheet) is formed on the light diffusion plate 3 is known. Referring to FIG. 14, in the example shown in FIG. 14A, the same components as those in FIGS. 12A and 13A are denoted by the same reference numerals. In the illustrated example, a Fresnel lens layer 37 is formed on the light diffusion plate 3. The surface of the Fresnel lens layer 37 has a predetermined uneven shape (an uneven pattern), and the height of the uneven pattern is constant.
The pitch becomes finer from the center toward the periphery. For example, when the position of the human eye 49 is positioned at the point B, when the reflected light diffused by the light diffusing plate 3 (hereinafter referred to as reflected diffused light) is deflected by the Fresnel lens layer 37, its intensity is the strongest. A concavo-convex pattern is formed so that the light goes to the eyes 49.

【0012】このように、光拡散板3の上にフレネルレ
ンズ層37を形成すると、反射拡散光のうちその強度の
最も強い光が目49に向かうことになるから、液晶パネ
ル面内で明るく見える箇所と暗く見える箇所が生じるこ
とが少なく、液晶パネル面内の明るさをほぼ一定とする
ことが可能となる(図14(b)参照)。
When the Fresnel lens layer 37 is formed on the light diffusing plate 3 as described above, the light having the highest intensity of the reflected diffused light is directed to the eyes 49, and thus looks bright in the liquid crystal panel surface. There are few places and places that look dark, and the brightness in the liquid crystal panel surface can be made substantially constant (see FIG. 14B).

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図14
(a)に示す液晶表示装置の場合、液晶パネル面内の明
るさをほぼ一定とすることができるものの、液晶表示画
像を見る際には、使用者の目の位置を液晶パネル全体が
最も明るく見える位置とする必要がある。つまり、液晶
パネル全体が最も明るく見える方向(集光点)が正反射
方向と一致しており、明るい画面で表示画像を見るため
には、人間の目49を液晶パネル面内の上方に位置づけ
る必要がある。
By the way, FIG.
In the case of the liquid crystal display device shown in (a), the brightness in the liquid crystal panel surface can be made substantially constant, but when viewing the liquid crystal display image, the position of the user's eyes is the brightest in the entire liquid crystal panel. It must be in a visible position. In other words, the direction in which the entire liquid crystal panel looks brightest (the converging point) coincides with the specular reflection direction, and in order to view the display image on a bright screen, the human eyes 49 need to be positioned above the liquid crystal panel surface. There is.

【0014】しかしながら、上述のように、人間の目4
9を液晶パネル面内の上方に位置づけると、太陽等の光
源が反射光の方向と同一の方向に位置しているから、不
可避的に、太陽等の光源が液晶パネル画面、つまり、液
晶表示画像に映し込まれてしまうことになる。このよう
に、光源が液晶表示画像に光源が映し込まれると、使用
者にとって、液晶表示画像自体が極めて見にくくなり、
視認性が低下してしまうという問題点がある。
However, as described above, human eyes 4
When the light source 9 is positioned above the liquid crystal panel, the light source such as the sun is located in the same direction as the direction of the reflected light, so that the light source such as the sun is inevitably placed on the liquid crystal panel screen, that is, the liquid crystal display image. It will be reflected in. As described above, when the light source is projected on the liquid crystal display image, the liquid crystal display image itself becomes extremely difficult for the user to see,
There is a problem that visibility is reduced.

【0015】本発明の目的は、液晶表示画像が見やす
く、視認性が良好な液晶表示装置を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device in which a liquid crystal display image is easy to see and visibility is good.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、外部か
ら表示パネル表面に入射した入射光を用いて液晶層を照
明して液晶画面を表示するようにした液晶表示装置にお
いて、前記表示パネルに対して垂直方向から入射した入
射光が、前記液晶層を通過し、反射され、前記表示パネ
ルの上部空間の出射域に集光する集光手段が備えられ、
前記出射域から前記表示パネルを含む平面におろした垂
線が前記表示パネルとは交差しないことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a liquid crystal display device for displaying a liquid crystal screen by illuminating a liquid crystal layer using light incident on the surface of the display panel from the outside. Light incident from a direction perpendicular to the light-transmitting light passes through the liquid crystal layer, is reflected, and is provided with light-collecting means for condensing light in an emission area of an upper space of the display panel,
A perpendicular line drawn from the emission area to a plane including the display panel does not intersect with the display panel.

【0017】かかる発明によれば、前記表示パネルに対
して垂直方向から入射した入射光が、前記液晶層を通過
し、反射され、前記表示パネルの上部空間の出射域に集
光する集光手段が備えられ、前記出射域から前記表示パ
ネルを含む平面におろした垂線が前記表示パネルとは交
差しないので、表示パネル表面に垂直に入射した光がモ
ニタ画面の表示情報と重畳してモニタ画面の視認性を妨
害することがない。
According to this invention, the light condensing means that the incident light incident on the display panel from the vertical direction passes through the liquid crystal layer, is reflected, and condenses on the emission area of the upper space of the display panel. Is provided, since a perpendicular drawn from the emission area to a plane including the display panel does not intersect with the display panel, light vertically incident on the surface of the display panel is superimposed on display information on the monitor screen to superimpose display information on the monitor screen. Does not interfere with visibility.

【0018】また、前記表示パネルはその表面に拡散板
が配設されるとともに、前記集光手段は、前記液晶層よ
りも下側に設けられた反射層を有し、前記反射層は前記
液晶層側の面が前記反射光を前記出射域に向ける凹凸パ
ターンを有して構成することも本発明の有効な手段であ
る。
Further, the display panel has a diffusion plate disposed on the surface thereof, and the light condensing means has a reflection layer provided below the liquid crystal layer, and the reflection layer is formed of the liquid crystal. It is also an effective means of the present invention that the layer side surface has a concavo-convex pattern for directing the reflected light toward the emission region.

【0019】かかる技術手段によると、表示パネルの表
面に拡散板が配設され、反射光を出射域に向けて反射す
る凹凸パターンを有する反射層を、液晶層よりも下側に
設けられたので、凹凸パターンがモニタ画面の情報と重
畳して視認されることはない。
According to this technical means, since the diffusion plate is provided on the surface of the display panel, and the reflection layer having the uneven pattern for reflecting the reflected light toward the emission area is provided below the liquid crystal layer. In addition, the uneven pattern is not visually recognized by being superimposed on the information on the monitor screen.

【0020】また、前記集光手段は、前記液晶層よりも
下側に設けられた反射層を有するとともに、前記液晶層
よりも上側に設けられたレンズ層を有し、前記レンズ層
は前記液晶層と反対側の面が前記出射域に向ける凹凸パ
ターンを有して構成することもできる。
Further, the light condensing means has a reflection layer provided below the liquid crystal layer and a lens layer provided above the liquid crystal layer, and the lens layer is formed of the liquid crystal. The surface on the side opposite to the layer may have a concavo-convex pattern directed toward the emission region.

【0021】そして、その際には、前記液晶層の上側に
は光を拡散する拡散層が形成されており、前記レンズ層
は前記拡散層上に配設されるように構成することが望ま
しい。
In this case, it is preferable that a diffusion layer for diffusing light is formed above the liquid crystal layer, and the lens layer is disposed on the diffusion layer.

【0022】かかる技術手段によると、前記凹凸パター
ンが形成されるレンズ層を取り外し可能に構成すること
ができ、モニタ画面に対して前方または側方からの光が
存在し、モニタ画面に垂直に入来する光がないときは、
前記レンズ層を取り外してモニタ画面を視認し、モニタ
画面に垂直に入来する光が存在するときは前記レンズ層
を用いてモニタ画面を視認することができる。
According to such a technical means, the lens layer on which the uneven pattern is formed can be configured to be removable, and light is present from the front or side of the monitor screen, and enters the monitor screen perpendicularly. When there is no light coming,
The monitor screen can be visually recognized by removing the lens layer, and when there is light that enters perpendicularly to the monitor screen, the monitor screen can be visually recognized using the lens layer.

【0023】また、前記凹凸パターンは、傾斜面を有す
る複数の凸部を有し、前記傾斜面の傾斜角が前記出射域
から前記表示パネルを含む平面におろした垂線が該平面
と交差する点から遠ざかるにつれて大きくなるように形
成することも本発明の有効な手段である。
Further, the uneven pattern has a plurality of convex portions having an inclined surface, and the inclination angle of the inclined surface intersects a perpendicular line drawn from the emission area to a plane including the display panel. It is also an effective means of the present invention to form it so that it becomes larger as it gets farther from the camera.

【0024】かかる技術手段によると、液晶層を通過し
た反射光を前記液晶画面から外れた上部空間の出射域に
集光することができ、表示パネル表面に垂直に入射した
光がモニタ画面の表示情報と重畳してモニタ画面の視認
性を妨害することがない。
According to such a technical means, the reflected light passing through the liquid crystal layer can be focused on the emission area of the upper space deviating from the liquid crystal screen, and the light vertically incident on the display panel surface is displayed on the monitor screen. It does not interfere with the visibility of the monitor screen by being superimposed on the information.

【0025】また、前記凹凸パターンは、傾斜面を有す
る複数の凸部を有し、前記傾斜面の前記凸部の高さを一
定として前記凸部を形成するピッチが、前記出射域から
前記表示パネルを含む平面におろした垂線が該平面と交
差する点から遠ざかるにつれて細かくなるように形成さ
れていることも本発明の有効な手段である。
Further, the uneven pattern has a plurality of convex portions having inclined surfaces, and a pitch at which the convex portions are formed with the height of the convex portions of the inclined surface being constant is changed from the emission area to the display area. It is also an effective means of the present invention that the perpendicular line drawn on the plane including the panel is formed so as to become finer as it goes away from the point of intersection with the plane.

【0026】かかる技術手段によると、前記傾斜面の前
記凸部の高さを一定として前記凸部を形成するピッチが
前記出射域から前記表示パネルを含む平面におろした垂
線が該平面と交差する点から遠ざかるにつれて細かくな
るように形成しているので、凹凸パターンを形成するレ
ンズ層の厚さを薄く形成することができる。
According to this technical means, the height of the convex portion of the inclined surface is constant, and the pitch at which the convex portion is formed is perpendicular to the plane including the display panel from the emission area and intersects with the plane. Since it is formed so as to become finer as it goes away from the point, the thickness of the lens layer for forming the uneven pattern can be made thin.

【0027】また、前記出射域の中心は前記液晶画面を
2等分する線分上に位置づけられることも本発明の有効
な手段である。かかる技術手段によると、モニタ画面を
左右均等に視認することができる。
Further, it is an effective means of the present invention that the center of the emission area is positioned on a line segment bisecting the liquid crystal screen. According to such technical means, the monitor screen can be visually recognized equally on the left and right.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下本発明について実施の形態に
基づいて説明する。なお、この実施の形態に記載された
構成部品の寸法、材質、形状、その他の相対的配置等は
特に限定しないかぎり、本発明の範囲を限定するもので
はない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on embodiments. It should be noted that the dimensions, materials, shapes, other relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment do not limit the scope of the present invention unless otherwise limited.

【0029】図1を参照して、図示の例において、図1
2乃至図14と同一の構成要素については、同一の参照
番号を付す。図1(a)に示す液晶表示装置(液晶パネ
ル)12Aでは、下側基板11上に反射板(層)8Aが
形成されている。反射板8A上には液晶層38を介して
カラーフィルター基板(CF)35が配置され、CF3
5上には上側基板2を介して光拡散板3が配置されてい
る。
Referring to FIG. 1, in the example shown in FIG.
2 to FIG. 14 are denoted by the same reference numerals. In a liquid crystal display (liquid crystal panel) 12A shown in FIG. 1A, a reflection plate (layer) 8A is formed on a lower substrate 11. A color filter substrate (CF) 35 is disposed on the reflection plate 8A with a liquid crystal layer 38 interposed therebetween.
The light diffusion plate 3 is arranged on the upper surface 5 via the upper substrate 2.

【0030】反射板8Aは、例えば、その表面に凹凸パ
ターンが形成された樹脂層8と樹脂層8上に形成された
反射膜4とを備えている。樹脂層8の表面に形成された
凹凸パターンは、後述するように、所定の形状を有して
いる結果、この凹凸パターン上に形成され反射膜4も所
定の形状を有することになる。
The reflection plate 8A includes, for example, a resin layer 8 having an uneven pattern formed on the surface thereof, and a reflection film 4 formed on the resin layer 8. The concavo-convex pattern formed on the surface of the resin layer 8 has a predetermined shape, as will be described later. As a result, the reflective film 4 formed on this concavo-convex pattern also has a predetermined shape.

【0031】図1(a)に示すように、凹凸パターンの
各要素(凸部)は傾斜面を有しており、図示の例では、
この傾斜面は図中右側から左側に向かって上昇する面で
ある。つまり、傾斜面は液晶パネルを規定する外周辺の
一方から他方側に向かって液晶層38側に傾斜する面で
あり、図1(b)にも示すように、凹凸パターンは図中
右側から左側に向かうにつれてそのピッチが細かくなっ
ている。
As shown in FIG. 1 (a), each element (projection) of the concavo-convex pattern has an inclined surface.
This inclined surface is a surface that rises from the right side to the left side in the drawing. In other words, the inclined surface is a surface that is inclined toward the liquid crystal layer 38 from one side of the outer periphery defining the liquid crystal panel toward the other side. As shown in FIG. The pitch is getting finer toward.

【0032】いま、図1(a)に示すように、例えば、
拡散板3から上方に所定の距離(例えば、300mm)
離れた位置において、液晶表示画像を見る場合を想定す
る(液晶パネル面内で液晶表示画像を見ると太陽光の光
は拡散板3で正反射して前述のように太陽9等の光源が
液晶画像に映り込むことになる。ここでは、拡散板3か
ら上方に所定の距離離れた位置において液晶パネル面内
で規定される面を光源映り込み面と呼ぶ)。液晶パネル
12Aに垂直に入射した太陽9からの光は、反射板8A
で反射される。前述のように、反射板8Aには、図中右
側から左側に上昇するような傾斜面を有する凸部を複数
備える凹凸パターンが形成されているから、反射板8A
に当たった入射光はそのほとんどが入射光軸よりも図中
右側に反射することになる。図示の例では、図中右側に
位置する凸部の傾斜面よりも左側に位置する凸部の傾斜
面のほうが傾斜角が大きく、この結果、図中左側に位置
する凸部の傾斜面に当たった入射光ほど大きく右側に反
射することになる。
Now, for example, as shown in FIG.
A predetermined distance (for example, 300 mm) upward from the diffusion plate 3
It is assumed that a liquid crystal display image is viewed at a distant position (when viewing the liquid crystal display image in the liquid crystal panel surface, the light of sunlight is specularly reflected by the diffusion plate 3 and the light source such as the sun 9 is liquid crystal as described above). Here, the surface defined within the liquid crystal panel surface at a predetermined distance above the diffusion plate 3 is referred to as a light source reflection surface). The light from the sun 9 which is vertically incident on the liquid crystal panel 12A is reflected by the reflection plate 8A.
Is reflected by As described above, the reflection plate 8A is formed with the concavo-convex pattern including a plurality of convex portions having inclined surfaces rising from the right side to the left side in the drawing.
Most of the incident light that strikes is reflected on the right side in the drawing with respect to the incident optical axis. In the illustrated example, the inclination angle of the convex portion located on the left side is larger than that of the convex portion located on the right side in the drawing, and as a result, the inclined surface of the convex portion located on the left side in the drawing hits the inclined surface. The more incident light, the more the light is reflected to the right.

【0033】このようにして反射された入射光(つま
り、反射光)は拡散板3で拡散され、外部に拡散光とし
て出射される。この際、前述の凹凸パターンにおける各
傾斜角の反射光が出射域50を形成し、該出射域50の
所定の位置の集光点5にくるように規定しておけば、つ
まり、集光点を前述の光源映り込み面から外れるよう
に、凹凸パターンにおける各傾斜角を規定しておけば、
液晶表示画像を見る際、人間の目49が光源映り込み面
内に位置することがなく、その結果、光源の映り込みを
防止できることになる。尚、各傾斜角の反射光全てが集
光点5に完全に集光するように出射する必要はなく、略
±15゜程度ずれていてもよいことは勿論のことであ
る。
The incident light reflected in this manner (that is, the reflected light) is diffused by the diffusion plate 3 and emitted to the outside as diffused light. At this time, if it is defined that the reflected light of each inclination angle in the above-mentioned uneven pattern forms the emission area 50 and comes to the light-collecting point 5 at a predetermined position of the light-emitting area 50, If the inclination angles in the concavo-convex pattern are defined so as to deviate from the light source reflection surface described above,
When viewing the liquid crystal display image, the human eyes 49 are not located in the light source reflection plane, and as a result, the reflection of the light source can be prevented. It is not necessary to emit all the reflected light at each inclination angle so as to be completely converged on the converging point 5, and it is a matter of course that the light may be shifted by about ± 15 °.

【0034】上述のように、図1(a)において、入射
光の反射角は液晶パネル12Aの右側から左側に向かう
につれて大きくなる。反射光は光拡散層3で拡散されて
目49に到達するが、反射層8Aによる反射光を全て光
源映り込み面をはずれた位置(例えば、液晶パネル12
Aから50mm離れ、その位置から300mm上方の位
置)に向かうように凹凸パターンを規定しておけば、光
拡散層3で拡散された光のうち最も強い光が光源映り込
み面をはずれた位置に向かうことになる。
As described above, in FIG. 1A, the reflection angle of the incident light increases from the right side to the left side of the liquid crystal panel 12A. The reflected light is diffused by the light diffusion layer 3 and reaches the eyes 49, but all the reflected light from the reflection layer 8A is off the light source reflection surface (for example, the liquid crystal panel 12).
(A position 50 mm away from A and a position 300 mm above the position), the strongest light among the light diffused by the light diffusion layer 3 deviates from the light source reflection surface. I will head.

【0035】言い換えると、反射層8Aの中心は、図1
(b)に符号8Aaで示す位置にあることになり、この
中心が位置する点を基準点とすると、凹凸パターンは基
準点側から離れるにつれて凸部の傾斜角が大きくなるよ
うに、そして、基準点側から上昇していくように(液晶
層38に近づくように)傾斜面が形成される。以下、反
射層8Aをミラーフレネルレンズ層と呼び、中心8Aa
をミラーフレネルレンズ中心と呼ぶ。
In other words, the center of the reflection layer 8A is located at the center of FIG.
(B) is at the position indicated by reference numeral 8Aa, and when the point at which this center is located is set as the reference point, the unevenness pattern is such that the inclination angle of the protrusion increases as the distance from the reference point side increases, and An inclined surface is formed so as to rise from the point side (to approach the liquid crystal layer 38). Hereinafter, the reflection layer 8A is called a mirror Fresnel lens layer, and the center 8Aa
Is called a mirror Fresnel lens center.

【0036】ここで、図2も参照して、いま、図2
(a)に拡大して示すように、前述の各凸部の傾斜角を
θ(deg)で表す。また、図2(b)に示すように、
ミラーフレネルレンズ中心8Aaからのミラーフレネル
レンズ層8Aの任意の位置までの距離をxとし、2.5
インチの液晶パネルを考えると、距離xと傾斜角θとの
関係は図3(a)のように表される。つまり、距離xが
大きくなるにつれて、傾斜角θが大きくなるように、凹
凸パターンが形成される(以下この凹凸パターンを第1
のパターンと呼ぶ)。この場合には、凹凸パターンはミ
ラーフレネルレンズ中心8Aaから離れるにつれて傾斜
角が大きくなり、その結果、凸部の高さが高くなること
になる。
Referring now to FIG.
As shown in (a) in an enlarged manner, the inclination angle of each of the above-mentioned convex portions is represented by θ (deg). Also, as shown in FIG.
The distance from the mirror Fresnel lens center 8Aa to an arbitrary position of the mirror Fresnel lens layer 8A is x, and 2.5
Considering an inch liquid crystal panel, the relationship between the distance x and the inclination angle θ is represented as shown in FIG. That is, the concavo-convex pattern is formed such that the inclination angle θ increases as the distance x increases (hereinafter, this concavo-convex pattern is referred to as the first
Pattern). In this case, the inclination angle of the concavo-convex pattern increases as the distance from the center 8Aa of the mirror Fresnel lens increases, and as a result, the height of the convex portion increases.

【0037】一方、図3(b)に示すように、凹凸パタ
ーンのピッチをミラーフレネルレンズ中心8Aaから離
れるにつれて幾何級数的に細かくしつつ、各凸部の高さ
を予め規定された一定の高さとするようにしてもよい
(以下この凹凸パターンを第2のパターンと呼ぶ)。
On the other hand, as shown in FIG. 3 (b), the height of each convex portion is set to a predetermined constant height while the pitch of the concavo-convex pattern is reduced geometrically as the distance from the mirror Fresnel lens center 8Aa increases. (This uneven pattern is hereinafter referred to as a second pattern).

【0038】なお、図2(a)に示す例では、傾斜角θ
を、9.5度、14度、18度とした際、これらの傾斜
角を有する傾斜面に当たった入射光が、液晶パネル12
Aから50mm離れ、その位置から300mm上方の位
置にある集光点に向かうことを示している。
In the example shown in FIG. 2A, the inclination angle θ
Are 9.5 degrees, 14 degrees, and 18 degrees, the incident light hitting the inclined surface having these inclination angles
It is shown that the light is directed to a light condensing point located 50 mm away from A and 300 mm above that position.

【0039】ところで、凹凸パターンの高さが大きい
と、液晶層38の厚さが不均一となる結果、凹凸パター
ンの高さは1μm以下であることが望ましく、ピッチを
細かくすれば、つまり、傾斜面の数を増やせば、1μm
以下にまで凹凸パターンの高さを制限することができ
る。従って、前述の第1のパターンを用いるよりも第2
のパターンを用いたほうが望ましい。
When the height of the uneven pattern is large, the thickness of the liquid crystal layer 38 becomes uneven. As a result, it is desirable that the height of the uneven pattern is 1 μm or less. If the number of surfaces is increased, 1μm
The height of the concavo-convex pattern can be limited to the following. Therefore, the second pattern is used rather than the first pattern described above.
It is more desirable to use the following pattern.

【0040】いま、パネルサイズ:2.5インチ、ミラ
ーフレネルレンズ層8Aに前述の第2のパターンを用い
て、パターンの高さ(凸部の高さ):1μm程度とし
て、ミラーフレネルレンズ中心8Aaを液晶パネル12
Aから50mm離すと、液晶パネル12Aから50mm
離れた位置から上方300mmの位置における集光効率
は70%以上となった。つまり、光源映り込み面から5
0mm離れた位置において、70%以上の集光効率が得
られた。
Now, the panel size: 2.5 inches, the second pattern described above is used for the mirror Fresnel lens layer 8A, the height of the pattern (height of the convex portion) is set to about 1 μm, and the center 8Aa of the mirror Fresnel lens is formed. LCD panel 12
50mm from A, 50mm from liquid crystal panel 12A
The light collection efficiency at a position 300 mm above the distant position was 70% or more. In other words, 5 from the light source reflection surface
At a position separated by 0 mm, a light-collecting efficiency of 70% or more was obtained.

【0041】ここで、図4を参照して、液晶表示画像を
見る際、使用者(観察者)にとっていずれの位置に目4
9を位置づけたときが最も液晶表示画像を見やすいか考
えてみる。一般に、観察者は液晶パネル面を2等分する
線分から上方に所定の距離離れた位置(例えば、300
mm)から液晶パネル面を見たときが最も液晶表示画像
が見やすい。このため、前述の集光点をこの2等分線か
ら上方に所定の距離離れた位置上に位置づける必要があ
る。そして、このように集光点を位置づけるためには、
ミラーフレネルレンズ層8Aのミラーフレネルレンズ中
心8Aaを、図4に示すように、2等分線10上に位置
づけるようにすればよい。
Here, referring to FIG. 4, when viewing the liquid crystal display image, the user (observer) may place the eye 4 in any position.
Consider whether the liquid crystal display image is most easily viewed when 9 is positioned. Generally, an observer is positioned at a predetermined distance above a line segment bisecting the liquid crystal panel surface (for example, 300
mm), the liquid crystal display image is most easily seen when looking at the liquid crystal panel surface. For this reason, it is necessary to position the above-mentioned condensing point at a position separated by a predetermined distance from the bisector. And in order to position the focal point like this,
The center 8Aa of the mirror Fresnel lens of the mirror Fresnel lens layer 8A may be positioned on the bisector 10, as shown in FIG.

【0042】ここで、図5及び図6を参照して、上述の
ミラーフレネルレンズ層8Aを下側基板11に形成する
際の一例について説明する。まず、ミラーフレネルレン
ズ層8Aを形成するにあたって、スタンパと呼ばれる金
型が製造される。スタンパを製造する際には、図5
(a)に示すように、基板21を準備した後、基板21
の上に、例えば、電子ビームレジスト22を所定の厚さ
に塗布する。その後、図5(b)に示すように、電子ビ
ーム(電子線)によってレジスト22を微細加工して、
前述の凹凸パターン(第1又は第2のパターン)を備え
るアレイ原盤23を作成する。そして、例えば、電鋳法
を用いてニッケル等のスタンパ材料をアレイ原盤23の
上に堆積させて、スタンパ24とする(図5(c)参
照)。その後、スタンパ24をアレイ原盤23から分離
する(図5(d)参照)。すると、スタンパ24には凹
凸パターンと反転するパターン(反転パターン)が形成
されることになる。
Here, an example of forming the above-described mirror Fresnel lens layer 8A on the lower substrate 11 will be described with reference to FIGS. First, in forming the mirror Fresnel lens layer 8A, a mold called a stamper is manufactured. When manufacturing a stamper, FIG.
As shown in (a), after preparing the substrate 21,
For example, an electron beam resist 22 is applied to a predetermined thickness. Thereafter, as shown in FIG. 5B, the resist 22 is finely processed by an electron beam (electron beam).
An array master 23 having the above-described uneven pattern (first or second pattern) is created. Then, for example, a stamper material such as nickel is deposited on the array master 23 by electroforming to form a stamper 24 (see FIG. 5C). Thereafter, the stamper 24 is separated from the array master 23 (see FIG. 5D). Then, a pattern (inverted pattern) that is inverted from the concavo-convex pattern is formed on the stamper 24.

【0043】次に、図6(a)に示すように、下側基板
(例えば、ガラス基板又は透明樹脂基板:ただし、スタ
ンパが紫外線を透過する場合には、下側基板は透明であ
る必要はない)11の上に紫外線硬化樹脂81を予め定
められた厚さに滴下した後、紫外線硬化樹脂81の上方
からスタンパ24を降下させ、下側基板11とスタンパ
24との間に紫外線硬化樹脂81を押し広げて、下側基
板11とスタンパ24との間に紫外線硬化樹脂81を充
填させる。
Next, as shown in FIG. 6A, a lower substrate (for example, a glass substrate or a transparent resin substrate; however, if the stamper transmits ultraviolet light, the lower substrate need not be transparent). After the ultraviolet curable resin 81 is dropped to a predetermined thickness on 11, the stamper 24 is lowered from above the ultraviolet curable resin 81, and the ultraviolet curable resin 81 is placed between the lower substrate 11 and the stamper 24. To spread the ultraviolet curable resin 81 between the lower substrate 11 and the stamper 24.

【0044】次に、図6(b)に示すように、下側基板
11側から紫外線硬化樹脂81に紫外線を照射して(U
V照射)、紫外線硬化樹脂81を光硬化反応によって硬
化させる。紫外線硬化樹脂81が硬化すると、紫外線硬
化樹脂81からスタンパ24を剥離させる。これによっ
て、図6(c)に示すように、スタンパ24の反転パタ
ーンが反転した前述の凹凸パターンとして紫外線硬化樹
脂81に転写され、樹脂層8が形成されることになる。
Next, as shown in FIG. 6B, the ultraviolet curing resin 81 is irradiated with ultraviolet rays from the lower substrate 11 side (U
V irradiation), and the ultraviolet curable resin 81 is cured by a photocuring reaction. When the ultraviolet curing resin 81 is cured, the stamper 24 is peeled from the ultraviolet curing resin 81. As a result, as shown in FIG. 6C, the reverse pattern of the stamper 24 is transferred to the ultraviolet curable resin 81 as the above-described concave / convex pattern, and the resin layer 8 is formed.

【0045】その後、樹脂層8上に、例えば、Ag又は
Al等の金属薄膜をスパッター形成によって堆積させ、
図6(d)に示すように反射膜4を形成し、これによっ
て、反射層、つまり、ミラーフレネルレンズ層8Aを下
側基板11上に形成する。
Thereafter, a thin metal film of, for example, Ag or Al is deposited on the resin layer 8 by sputtering.
As shown in FIG. 6D, the reflection film 4 is formed, whereby the reflection layer, that is, the mirror Fresnel lens layer 8A is formed on the lower substrate 11.

【0046】さらに、図7を参照して、上述のミラーフ
レネルレンズ層8Aを下側基板11に形成する際の他の
例について説明する。図5で説明したように、アレイ原
盤23を作成した後、電鋳法を用いて、反転パターンが
形成されたスタンパ24を作成する。その後、図7
(a)に示すように、アクリル樹脂等の樹脂8Bを下側
基板11の上にスピンコートする。そして、図7(b)
に示すように、樹脂8Bの上からスタンパ24を降下さ
せて、樹脂8Bを押圧すると、図7(c)に示すよう
に、樹脂8Bの表面にはスタンパ24の反転パターンが
反転転写されて、前述の凹凸パターンを有する樹脂層8
が形成される。
Further, another example in which the above-mentioned mirror Fresnel lens layer 8A is formed on the lower substrate 11 will be described with reference to FIG. As described with reference to FIG. 5, after forming the array master 23, the stamper 24 on which the reverse pattern is formed is formed by electroforming. Then, FIG.
As shown in (a), a resin 8B such as an acrylic resin is spin-coated on the lower substrate 11. Then, FIG.
As shown in FIG. 7, when the stamper 24 is lowered from above the resin 8B and the resin 8B is pressed, the reverse pattern of the stamper 24 is reverse-transferred onto the surface of the resin 8B as shown in FIG. Resin layer 8 having the above-mentioned uneven pattern
Is formed.

【0047】その後、樹脂層8上に、例えば、Ag又は
Al等の金属薄膜をスパッター形成によって堆積させ、
図7(d)に示すように反射膜4を形成し、これによっ
て、反射層、つまり、ミラーフレネルレンズ層8Aを下
側基板11上に形成する。
Thereafter, a metal thin film of, for example, Ag or Al is deposited on the resin layer 8 by sputtering.
As shown in FIG. 7D, the reflection film 4 is formed, whereby the reflection layer, that is, the mirror Fresnel lens layer 8A is formed on the lower substrate 11.

【0048】さらに、図8を参照して、上述のミラーフ
レネルレンズ層8Aを下側基板11に形成する際の他の
例について説明する。図8(a)に示すように、アクリ
ル樹脂等の感光性樹脂8Cを下側基板11の上にスピン
コートする。その後、図8(b)に示すように、第1の
マスク13を用いて、マスク13上から紫外線を照射す
る(UV照射)。以下の説明では、符号Cで拡大して示
すように、凹凸パターンの一つの凸部のみを示すが、同
様にして、凹凸パターンが形成される。マスク13によ
って感光性樹脂8Cを部分的に露光する。さらに、第1
のマスク13と異なる第2のマスク14を用いて感光性
樹脂8Cを部分的に露光する(図8(c)参照)。この
ようにして、マスクを変更しつつ複数回にわたって露光
を行った後、現像する(図8(d)参照)。これによっ
て、感光性樹脂8Cは、図8(d)に示すように、階段
状に成形されることになる。その後、感光性樹脂8Cを
加熱して、階段状の部分を平面状として(つまり、傾斜
面とする)、凸部、つまり、凹凸パターンを有する樹脂
層8を形成する(図8(e))。
Referring to FIG. 8, another example in which the above-described mirror Fresnel lens layer 8A is formed on the lower substrate 11 will be described. As shown in FIG. 8A, a photosensitive resin 8C such as an acrylic resin is spin-coated on the lower substrate 11. Thereafter, as shown in FIG. 8B, the first mask 13 is used to irradiate ultraviolet rays from above the mask 13 (UV irradiation). In the following description, only one convex portion of the concavo-convex pattern is shown as enlarged by reference numeral C, but the concavo-convex pattern is formed in the same manner. The photosensitive resin 8C is partially exposed by the mask 13. Furthermore, the first
The photosensitive resin 8C is partially exposed using a second mask 14 different from the first mask 13 (see FIG. 8C). In this way, after exposing a plurality of times while changing the mask, development is performed (see FIG. 8D). As a result, the photosensitive resin 8C is formed in a step shape as shown in FIG. 8D. After that, the photosensitive resin 8C is heated to make the step-like portion flat (that is, an inclined surface), and to form the resin layer 8 having a convex portion, that is, a concave-convex pattern (FIG. 8E). .

【0049】さらに、樹脂層8上に、例えば、Ag又は
Al等の金属薄膜をスパッター形成によって堆積させ、
図8(f)に示すように反射膜4を形成する。これによ
って、凹凸パターンを備えるミラーフレネルレンズ層8
Aを下側基板11上に形成する。このように、フォトリ
ソグラフィを用いて凹凸パターンを形成するようにして
もよい。
Further, a thin metal film such as Ag or Al is deposited on the resin layer 8 by sputtering.
The reflection film 4 is formed as shown in FIG. Thereby, the mirror Fresnel lens layer 8 having the concavo-convex pattern
A is formed on the lower substrate 11. As described above, the concavo-convex pattern may be formed using photolithography.

【0050】上述の例では、集光手段として液晶層38
の下側にミラーフレネルレンズ層8Aを配置する例につ
いて説明したが、例えば、図9に示す液晶パネル12B
のように、拡散板(層)3の上にフレネルレンズ層7を
配置するようにしてもよい。なお、図9(a)におい
て、図1(a)に示す構成要素と同一の構成要素につい
ては同一の参照番号を付す。
In the above-described example, the liquid crystal layer 38 is used as the light condensing means.
The example in which the mirror Fresnel lens layer 8A is disposed below the liquid crystal panel 12B is described, for example, in the liquid crystal panel 12B shown in FIG.
As described above, the Fresnel lens layer 7 may be disposed on the diffusion plate (layer) 3. In FIG. 9A, the same components as those shown in FIG. 1A are denoted by the same reference numerals.

【0051】図9(a)に示す例では、フレネルレンズ
層7の凹凸パターンは、図中右側に位置する凸部の傾斜
面よりも左側に位置する凸部の傾斜面のほうが傾斜角が
大きく、しかも、これら傾斜面は図中左側から右側に向
かって上昇する面である。言い換えると、フレネルレン
ズ層7の中心は、図9(b)に符号7aで示す位置にあ
り、この中心が位置する点を基準点とすると、凹凸パタ
ーンは基準点側から離れるにつれて凸部の傾斜角が大き
くなるように、傾斜面が形成される。以下、中心7aを
フレネルレンズ中心と呼ぶ。
In the example shown in FIG. 9A, the concave / convex pattern of the Fresnel lens layer 7 has a larger inclination angle on the inclined surface of the convex portion located on the left side than on the inclined surface of the convex portion located on the right side in the drawing. Moreover, these inclined surfaces are surfaces that rise from the left side to the right side in the figure. In other words, the center of the Fresnel lens layer 7 is located at a position indicated by reference numeral 7a in FIG. 9B, and when the point at which the center is located is set as a reference point, the concave / convex pattern becomes more inclined as the distance from the reference point side increases. An inclined surface is formed so as to increase the angle. Hereinafter, the center 7a is referred to as a Fresnel lens center.

【0052】図示の例では、液晶パネル12Bに入射し
た光は反射膜34で反射され、拡散板3で拡散される。
その後、この拡散光はフレネルレンズ層7で偏向され
る。この際、前述の凹凸パターンにおける各傾斜角を拡
散光の集光点が所定の位置にくるように規定しておけ
ば、つまり、集光点を光源映り込み面から外れるよう
に、凹凸パターンにおける各傾斜角を規定しておけば、
液晶表示画像を見る際、人間の目49が光源映り込み面
内に位置することがなく、その結果、光源の映り込みを
防止できることになる。
In the example shown, the light incident on the liquid crystal panel 12 B is reflected by the reflection film 34 and diffused by the diffusion plate 3.
Thereafter, the diffused light is deflected by the Fresnel lens layer 7. At this time, if each inclination angle in the above-mentioned uneven pattern is defined so that the condensing point of the diffused light is located at a predetermined position, that is, so that the condensing point deviates from the light source reflection surface, If you define each inclination angle,
When viewing the liquid crystal display image, the human eyes 49 are not located in the light source reflection plane, and as a result, the reflection of the light source can be prevented.

【0053】上述のように、図9(a)において、拡散
光の偏向角は液晶パネル12Bの右側から左側に向かう
につれて大きくなる。フレネルレンズ層7による偏向光
を光源映り込み面をはずれた位置(例えば、液晶パネル
12Bから50mm離れ、その位置から300mm上方
の位置)に向かうように凹凸パターンを規定しておけ
ば、最も強い光が光源映り込み面をはずれた位置に向か
うことになる。
As described above, in FIG. 9A, the deflection angle of the diffused light increases from the right side to the left side of the liquid crystal panel 12B. The most intense light can be obtained by defining the concavo-convex pattern so that the deflection light from the Fresnel lens layer 7 is directed to a position off the light source reflection surface (for example, a position 50 mm away from the liquid crystal panel 12B and 300 mm above the position). Goes to a position off the light source reflection surface.

【0054】ここで、図10も参照して、いま、図10
(a)に拡大して示すように、前述の各凸部の傾斜角を
θ(deg)で表す。また、図10(b)に示すよう
に、フレネルレンズ中心7aからのフレネルレンズ層7
の任意の位置までの距離をxとし、2.5インチの液晶
パネルを考えると、距離xと傾斜角θとの関係は図11
(a)のように表される。つまり、距離xが大きくなる
につれて、傾斜角θが大きくなるように、凹凸パターン
が形成される(以下この凹凸パターンを第1のパターン
と呼ぶ)。この場合には、凹凸パターンはフレネルレン
ズ中心7aから離れるにつれて傾斜角が大きくなり、そ
の結果、凸部の高さが高くなることになる。
Referring now to FIG.
As shown in (a) in an enlarged manner, the inclination angle of each of the above-mentioned convex portions is represented by θ (deg). Further, as shown in FIG. 10B, the Fresnel lens layer 7 from the Fresnel lens center 7a.
Let x be a distance to an arbitrary position in FIG. 11 and consider a 2.5-inch liquid crystal panel.
(A). That is, the concavo-convex pattern is formed such that the inclination angle θ increases as the distance x increases (hereinafter, this concavo-convex pattern is referred to as a first pattern). In this case, the inclination angle of the concavo-convex pattern increases as the distance from the center 7a of the Fresnel lens increases, and as a result, the height of the convex portion increases.

【0055】一方、図11(b)に示すように、凹凸パ
ターンのピッチをフレネルレンズ中心7aから離れるに
つれて幾何級数的に細かくしつつ、各凸部の高さを予め
規定された一定の高さとするようにしてもよい(以下こ
の凹凸パターンを第2のパターンと呼ぶ)。なお、図1
0(a)に示す例では、傾斜角θを、9.5度、14
度、18度とした際、これらの傾斜角を有する傾斜面で
偏向された拡散光が、液晶パネル12Aから50mm離
れ、その位置から300mm上方の位置にある集光点に
向かうことを示している。いま、パネルサイズ:2.5
インチ、フレネルレンズ層7のパターンの高さ(凸部の
高さ):2μm、パターンピッチを1乃至100μmと
して、フレネルレンズ中心7aを液晶パネル12Bから
50mm離すと、液晶パネル12Bから50mm離れた
位置から上方300mmの位置における集光効率は70
%以上となった。つまり、光源映り込み面から50mm
離れた位置において、70%以上の集光効率が得られ
た。
On the other hand, as shown in FIG. 11 (b), while the pitch of the concavo-convex pattern is made geometrically finer as the distance from the center 7a of the Fresnel lens is increased, the height of each projection is set to a predetermined fixed height. (This uneven pattern is hereinafter referred to as a second pattern). FIG.
In the example shown in FIG. 0 (a), the inclination angle θ is 9.5 degrees, 14 degrees.
When the angle is set to 18 degrees, the diffused light deflected by the inclined surface having these inclination angles is directed 50 mm away from the liquid crystal panel 12A and toward the condensing point 300 mm above the position. . Now panel size: 2.5
Inches, the height of the pattern of the Fresnel lens layer 7 (height of the convex portion): 2 μm, the pattern pitch is 1 to 100 μm, and when the center 7 a of the Fresnel lens is 50 mm away from the liquid crystal panel 12 B, the position is 50 mm away from the liquid crystal panel 12 B. The light collection efficiency at a position 300 mm above
% Or more. In other words, 50 mm from the light source reflection surface
At a distant position, a light collection efficiency of 70% or more was obtained.

【0056】なお、図9(a)に示す例においても、フ
レネルレンズ層7のフレネルレンズ中心7aを、図4で
説明したように液晶パネル面を2等分する線分(2等分
線)上に位置づけることが望ましい。また、フレネルレ
ンズ層7は、例えば、射出成形によって成形される。
In the example shown in FIG. 9A, the center 7a of the Fresnel lens of the Fresnel lens layer 7 is, as described with reference to FIG. 4, a line segment bisecting the liquid crystal panel surface (bisector). It is desirable to be positioned above. The Fresnel lens layer 7 is formed by, for example, injection molding.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、液晶
層を通過した反射光を液晶画面から外れた上部空間の出
射域に集光するので、表示パネル表面に垂直に入射した
光がモニタ画面の表示情報と重畳してモニタ画面の視認
正を妨害することがない。すなわち、液晶表示画像に光
源が映し込まれることがなく、その結果、液晶表示画像
が見やすく、視認性を良好にできるという効果がある。
As described above, according to the present invention, the reflected light passing through the liquid crystal layer is condensed on the emission area of the upper space deviating from the liquid crystal screen. It does not interfere with the visibility of the monitor screen by being superimposed on the display information on the screen. That is, the light source is not reflected on the liquid crystal display image, and as a result, the liquid crystal display image can be easily viewed and the visibility can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明による液晶表示装置の一例を説明する
ための図であり、(a)はその断面図、(b)は反射層
を上方から見た図である。
FIGS. 1A and 1B are views for explaining an example of a liquid crystal display device according to the present invention, wherein FIG. 1A is a cross-sectional view thereof, and FIG.

【図2】 図1に示す液晶表示装置を説明するための図
であり、(a)はその断面図、(b)はミラーフレネル
レンズ中心と距離との関係を説明するため図である。
FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining the liquid crystal display device shown in FIG. 1, wherein FIG. 2A is a cross-sectional view thereof, and FIG. 2B is a diagram for explaining a relationship between a mirror Fresnel lens center and a distance.

【図3】 図1に示す液晶表示装置において用いられる
凹凸パターンの一例を説明するための図であり、(a)
はミラーフレネルレンズ中心からの距離(x)と傾斜角
(θ)との関係を示す図、(b)はミラーフレネルレン
ズ中心からの距離(x)とピッチとの関係を示す図であ
る。
3A and 3B are diagrams for explaining an example of a concavo-convex pattern used in the liquid crystal display device shown in FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a distance (x) from a mirror Fresnel lens center and an inclination angle (θ), and FIG. 4B is a diagram illustrating a relationship between a distance (x) from a mirror Fresnel lens center and a pitch.

【図4】 ミラーフレネルレンズ中心が規定される位置
を説明するための図である。
FIG. 4 is a view for explaining a position where a mirror Fresnel lens center is defined;

【図5】 図1に示す反射層を形成する際に用いられる
スタンパの作成を説明するための図であり、(a)乃至
(d)は工程を示す断面図である。
FIGS. 5A to 5D are views for explaining the creation of a stamper used when forming the reflective layer shown in FIG. 1, and FIGS. 5A to 5D are cross-sectional views illustrating steps.

【図6】 図1に示す反射層を形成する際の一例を説明
するための図であり、(a)乃至(d)は工程を示す断
面図である。
FIGS. 6A to 6D are views for explaining an example when the reflection layer shown in FIG. 1 is formed, and FIGS. 6A to 6D are cross-sectional views illustrating steps.

【図7】 図1に示す反射層を形成する際の他の例を説
明するための図であり、(a)乃至(d)は工程を示す
断面図である。
FIGS. 7A to 7D are views for explaining another example when the reflection layer shown in FIG. 1 is formed, and FIGS. 7A to 7D are cross-sectional views illustrating steps.

【図8】 図1に示す反射層を形成する際のさらに他の
例を説明するための図であり、(a)乃至(d)は工程
を示す断面図である。
FIGS. 8A to 8D are views for explaining still another example when the reflective layer shown in FIG. 1 is formed, and FIGS. 8A to 8D are cross-sectional views illustrating steps.

【図9】 本発明による液晶表示装置の他の例を説明す
るための図であり、(a)はその断面図、(b)はフレ
ネルレンズ層を上方から見た図である。
9A and 9B are views for explaining another example of the liquid crystal display device according to the present invention, wherein FIG. 9A is a cross-sectional view thereof, and FIG. 9B is a view of the Fresnel lens layer as viewed from above.

【図10】 図9に示す液晶表示装置を説明するための
図であり、(a)はその断面図、(b)はフレネルレン
ズ中心と距離との関係を説明するための図である。
10A and 10B are views for explaining the liquid crystal display device shown in FIG. 9, wherein FIG. 10A is a cross-sectional view and FIG. 10B is a view for explaining the relationship between the center of the Fresnel lens and the distance.

【図11】 図9に示す液晶表示装置において用いられ
る凹凸パターンの一例を説明するための図であり、
(a)はフレネルレンズ中心からの距離(x)と傾斜角
(θ)との関係を示す図、(b)はフレネルレンズ中心
からの距離(x)とピッチとの関係を示す図である。
11 is a diagram for explaining an example of a concavo-convex pattern used in the liquid crystal display device shown in FIG.
(A) is a diagram showing the relationship between the distance (x) from the center of the Fresnel lens and the inclination angle (θ), and (b) is a diagram showing the relationship between the distance (x) from the center of the Fresnel lens and the pitch.

【図12】 従来の液晶表示装置の一例を説明するため
の図であり、(a)はその断面図、(b)は反射角度と
明るさとの関係を示す図である。
12A and 12B are diagrams for explaining an example of a conventional liquid crystal display device, in which FIG. 12A is a cross-sectional view and FIG. 12B is a diagram illustrating a relationship between a reflection angle and brightness.

【図13】 図12に示す液晶表示装置を説明するため
の図であり、(a)はその断面図、(b)はパネル位置
と明るさとの関係を示す図である。
13 is a diagram for explaining the liquid crystal display device shown in FIG. 12, (a) is a cross-sectional view thereof, and (b) is a diagram showing a relationship between a panel position and brightness.

【図14】 従来の液晶表示装置の他の例を説明するた
めの図であり、(a)はその断面図、(b)はパネル位
置と明るさの関係を示す図、(c)はフレネルレンズを
上から見た図である。
14A and 14B are diagrams for explaining another example of the conventional liquid crystal display device, where FIG. 14A is a cross-sectional view, FIG. 14B is a diagram showing the relationship between panel position and brightness, and FIG. 14C is Fresnel. It is the figure which looked at the lens from the top.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 上側基板 3 光拡散板 4、34 反射膜 5 集光点 7 フレネルレンズ層 8 樹脂層 8A 反射層(ミラーフレネルレンズ層) 9 光源(太陽) 11 下側基板 12A、12B 液晶パネル 24 スタンパ 35 カラーフィルター基板(CF) 38 液晶層 Reference Signs List 2 upper substrate 3 light diffusion plate 4, 34 reflection film 5 focal point 7 Fresnel lens layer 8 resin layer 8A reflection layer (mirror Fresnel lens layer) 9 light source (sun) 11 lower substrate 12A, 12B liquid crystal panel 24 stamper 35 color Filter substrate (CF) 38 Liquid crystal layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青山 茂 京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町 801番地 オムロン株式会社内 Fターム(参考) 2H042 DA02 DA04 DA11 DB08 DC02 DC08 DD02 DE00 2H091 FA14Z FA16Z FA27Z FA31X FD04 FD06 LA03 LA16  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Shigeru Aoyama 801 Minami-Fudo-do-cho, Higashi-iri, Horikawa, Shiokoji-dori, Shimogyo-ku, Kyoto F term (reference) 2H042 DA02 DA04 DA11 DB08 DC02 DC08 DD02 DE00 2H091 FA14Z FA16Z FA27Z FA31X FD04 FD06 LA03 LA16

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外部から表示パネル表面に入射した入射
光を用いて液晶層を照明して液晶画面を表示するように
した液晶表示装置において、 前記表示パネルに対して垂直方向から入射した入射光
が、前記液晶層を通過し、反射され、前記表示パネルの
上部空間の出射域に集光する集光手段が備えられ、前記
出射域から前記表示パネルを含む平面におろした垂線が
前記表示パネルとは交差しないことを特徴とする液晶表
示装置。
1. A liquid crystal display device in which a liquid crystal layer is illuminated with incident light incident on the surface of a display panel from the outside to display a liquid crystal screen, wherein the incident light incident on the display panel from a vertical direction. Is provided through the liquid crystal layer, is reflected, and is condensed to an emission area in an upper space of the display panel, and a vertical line drawn from the emission area to a plane including the display panel is provided on the display panel. And a liquid crystal display device which does not intersect with the liquid crystal display device.
【請求項2】 前記表示パネルはその表面に拡散板が配
設されるとともに、前記集光手段は、前記液晶層よりも
下側に設けられた反射層を有し、前記反射層は前記液晶
層側の面が前記反射光を前記出射域に向ける凹凸パター
ンを有していることを特徴とする請求項1に記載の液晶
表示装置。
2. The display panel according to claim 1, wherein a diffusion plate is provided on a surface of the display panel, and the light condensing unit has a reflection layer provided below the liquid crystal layer. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a surface on a layer side has an uneven pattern for directing the reflected light toward the emission region.
【請求項3】 前記集光手段は、前記液晶層よりも下側
に設けられた反射層を有するとともに、前記液晶層より
も上側に設けられたレンズ層を有し、前記レンズ層は前
記液晶層と反対側の面が前記出射域に向ける凹凸パター
ンを有していることを特徴とする請求項1に記載の液晶
表示装置。
3. The light condensing means has a reflection layer provided below the liquid crystal layer and a lens layer provided above the liquid crystal layer, wherein the lens layer is provided with the liquid crystal layer. 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a surface opposite to the layer has a concavo-convex pattern directed to the emission region.
【請求項4】 前記液晶層の上側には光を拡散する拡散
層が形成されており、前記レンズ層は前記拡散層上に配
設されていることを特徴とする請求項3に記載の液晶表
示装置。
4. The liquid crystal according to claim 3, wherein a diffusion layer for diffusing light is formed above the liquid crystal layer, and the lens layer is disposed on the diffusion layer. Display device.
【請求項5】 前記凹凸パターンは、傾斜面を有する複
数の凸部を有し、前記傾斜面の傾斜角が、前記出射域か
ら前記表示パネルを含む平面におろした垂線が該平面と
交差する点から遠ざかるにつれて大きくなるように形成
されていることを特徴とする請求項2、または3に記載
の液晶表示装置。
5. The uneven pattern has a plurality of convex portions having an inclined surface, and the inclination angle of the inclined surface intersects a perpendicular line drawn from the emission area to a plane including the display panel. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the liquid crystal display device is formed so as to increase as the distance from the point increases.
【請求項6】 前記凹凸パターンは、傾斜面を有する複
数の凸部を有し、前記傾斜面の前記凸部の高さを一定と
して前記凸部を形成するピッチが、前記出射域から前記
表示パネルを含む平面におろした垂線が該平面と交差す
る点から遠ざかるにつれて細かくなるように形成されて
いることを特徴とする請求項2、または3に記載の液晶
表示装置。
6. The projection / recess pattern has a plurality of projections each having an inclined surface, and a pitch at which the projections are formed while keeping the height of the projections of the inclined surface constant is from the emission area to the display area. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein a perpendicular drawn on a plane including the panel is formed so as to become finer as it goes away from a point intersecting the plane. 5.
【請求項7】 前記出射域の中心は前記液晶画面を2等
分する線分上に位置づけられることを特徴とする請求項
1、2、または3に記載の液晶表示装置。
7. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the center of the emission area is positioned on a line segment bisecting the liquid crystal screen.
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