JP2001013497A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2001013497A
JP2001013497A JP11184701A JP18470199A JP2001013497A JP 2001013497 A JP2001013497 A JP 2001013497A JP 11184701 A JP11184701 A JP 11184701A JP 18470199 A JP18470199 A JP 18470199A JP 2001013497 A JP2001013497 A JP 2001013497A
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JP
Japan
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light
liquid crystal
crystal display
display device
light source
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JP11184701A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Furusawa
康弘 古澤
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示装置として必要な方向の輝度が強めら
れ、所望の指向性が付与された液晶表示装置を提供する
こと。 【解決手段】 光源から発せられた光を集光する集光部
と、集光した光を拡散する拡散部材と、液晶表示素子と
を備えた液晶表示装置であって、前記拡散部材を前記集
光部と前記液晶表示素子の間に配置し、かつ前記拡散部
材として指向選択性を有するものを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に関
し、より詳細には拡散度を調整することによって表示装
置として必要な方向の輝度が強められ、所望の指向性が
付与された液晶表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶表示は非発光表示であるため、外光
状態の悪いところでは照明が必要となる。そこでこれま
で後方から液晶表示面を均一に照明する面光源(バック
ライト)が広く装備されていた。バックライトには、図
6(a)に示すエッジライト方式と図6(b)に示す直
下式とがある。これら従来の液晶表示装置について説明
すると、まず図6(a)に示す液晶表示装置では、面上
の導光体2の両側端部に管状の光源1が配設され、光源
1の外側を覆うように半円筒状の反射部材3が設けられ
ている。また導光体2の液晶表示素子と反対面側には導
光体2からの光を反射する反射シート4が設けられ、他
方導光体2の液晶表示素子面側には導光体2からの射出
光を拡散させる拡散シート5、および拡散した光を液晶
表示素子の方向に集光させるレンズシート6がそれぞれ
設けられている。レンズシート6により集光された光は
レンズシート6の上に形成された拡散シート7により再
度拡散し、液晶表示素子8に入射する。
【0003】また図6(b)に示す液晶表示装置では、
管状光源1の下部を半円筒状の反射部材9で覆うことに
よって光源1から下方向へ発せられた光を反射部材9で
反射する。光源1の上部には、入射光を拡散させて面全
体を均一の光とする拡散板10、そしてその上に、三角
柱(プリズム)が面上に連続して並設されたレンズシー
ト6が三角柱の中心軸方向と光源1の管軸の方向が直交
するように設けられ、液晶表示素子面に対して垂直方向
に光は集光し、その後拡散シート7で光は再度拡散し、
液晶表示素子8へ入射する。
【0004】以上のような従来の液晶表示装置はいずれ
も光源から発せられた光を拡散して均一な面光源とし、
その射出光をレンズシートによって液晶表示素子面に対
して垂直方向に集光した後、さらに拡散シートで再度拡
散して指向性を低くして液晶表示素子に入射させてい
る。
【0005】しかしながら従来の液晶表示装置で使用し
ていた拡散シートなどの拡散部材は指向選択性がないた
め、管状の光源から発せられた光を管軸方向に対して垂
直方向と水平方向に同じ拡散度で拡散する場合は問題は
生じないものの、垂直方向と水平方向とで拡散度を変え
たい場合には問題が生じる。例えば、集光部からの射出
光のうち垂直方向の光成分は大きすぎる拡散度を有して
いる一方、水平方向の光成分は最適な拡散度を有してい
る場合に、指向選択性のない従来の拡散シートを用いる
と、垂直方向の拡散度は最適化するものの水平方向の拡
散度は大きくなりすぎるため、斜視方向の輝度が必要以
上に高くなり光利用効率が低くなる。
【0006】また特開平9−152602号では、視域
を広域化できかつ輝度の低減を抑制して明るい表示像を
得ることを目的として、液晶表示素子とバックライトの
間に、特定方向から入射した光を特定方向に拡散反射さ
せる拡散透過型ホログラムを配置した液晶ディスプレイ
装置が提案されている。
【0007】しかしこの装置では当該ホログラムによっ
て特定方向に光を単に拡散しているにすぎず、特定方向
に拡散させるとともに指向性を強めて明るい表示像を得
るという技術思想は何ら開示されていない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は表
示装置として必要な方向の輝度が強められ、所望の指向
性が付与された液晶表示装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、光源か
ら発せられた光を集光する集光部と、集光した光を拡散
する拡散部材と、液晶表示素子とを備えた液晶表示装置
であって、前記拡散部材は前記集光部と前記液晶表示素
子の間に配置され、かつ指向選択性を有することを特徴
とする液晶表示装置が提供される。
【0010】このとき前記光源は、光を透過する導光体
の少なくとも一端側に配され、該導光体の集光部とは反
対側面には反射部が形成され、該光源から発せられた光
は該反射部および該導光体内を多重反射して前記集光部
へ入射するようにしてもよい。また前記光源は、前記液
晶表示素子の直下に配置され、前記光源からみて前記集
光部とは反対側に凹面を有する反射部材が設けられ、該
光源から発せられた光は直接光および該反射部材で反射
した反射光として集光部へ入射するようにしてもよい。
【0011】また前記液晶表示素子の表示面側に指向選
択性を有する拡散部材をさらに設けてもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の液晶表示装置の大きな特
徴は、光源から発せられた光の所定視角方向の輝度を集
光部で高めた後、指向選択性を有する拡散部材により各
方向の拡散度を調整して、所望の指向性を有する光とし
て液晶表示素子に入射する点にある。集光部から射出す
る光の拡散度は方向によってバラツキがあり、従来の拡
散部材ではこのバラツキを調整することはできなかっ
た。本発明の液晶表示装置では、拡散部材として指向選
択性を有するものを用いることにより集光部からの射出
光の拡散度のバラツキを調整し所望の指向性を得ること
ができた。
【0013】本発明の液晶表示装置における輝度および
指向性の調整機構を図面に基づき説明する。図1は本発
明の液晶表示装置の一実施例を示す斜視図であって、装
置の基本構成は従来のエッジライト式のバックライトと
同様である。簡単に説明すると、透光性を有する導光体
2の両側端部に管状光源1が配置され、管状光源1の外
側を覆うように反射部材3が設けられている。導光体2
の下面側には導光体2の全体が発光するように面光源手
段2a、その下側に反射シート4がそれぞれ形成され、
導光体2の上面側には拡散シート5およびレンズシート
6が設けられている。そしてレンズシート6の上面に指
向選択性を有する拡散シート11と液晶表示素子8がそ
れぞれ配設されている。
【0014】このような構成の装置において、管状光源
1から発せられた光は、導光体2を通過中に面光源手段
2aおよび反射シート4により多重反射して面光源とな
って拡散シート5に入射した後レンズシート6に入射す
る。レンズシート6から射出する光の拡散度は均一では
なく、図上V方向は指向性が強く(拡散角θVが小さ
い)、斜視方向の輝度が低い。したがって光をより拡散
させる必要がある。他方H方向の指向性は所望の範囲で
ある(拡散角θHが適切範囲)ためこれ以上拡散させる
必要はない。
【0015】そこで、指向選択性を有する拡散部材とし
て図2に示すような、V方向は一層拡散させるがH方向
はほとんど拡散させないものを使用することにより、当
該拡散部材から射出する光の拡散度を均一にすることが
でき、H方向の輝度を低下させることなく、V方向の輝
度を高めることができる。指向性が調整された光は液晶
表示素子に入射し表示装置としての所望の輝度と指向性
を満足させる。
【0016】以上から理解されるように、液晶表示素子
の指向性の特性を予め知っておけば、レンズシートなど
の集光部と指向選択性を有する拡散部材とを適切に組み
合わせることにより表示装置として所望の指向性を付与
することができる。
【0017】本発明で使用する指向選択性を有する拡散
部材としては、特に限定はなく従来公知のものが使用で
きるが、材料表面に微細な凹凸加工を施すことができる
ホログラム技術で加工した拡散シートが、微小レンズを
多数配置したものと同様に、所定の視角方向の光を任意
の拡散度で拡散させることができることからより好適に
使用することができる。なおホログラムによる加工は、
レーザー光や散乱板を用いてホログラム感光材を露光し
て、表面に凹凸パターンを形成して所定方向に光が拡散
するようにするものである。
【0018】本発明で使用できる光源としては特に限定
はなく従来公知のものが使用できる。例えば、冷陰極型
蛍光灯や熱陰極型蛍光灯、フラット蛍光ランプ、白熱電
球、発光ダイオード、有機分散型ELなどが挙げられ
る。
【0019】本発明の液晶表示装置における集光部は、
一定の頂角を有する透光性の三角柱が面上に連続して並
設したものであって、頂角の角度、頂点部のR、ピッチ
などは特に限定はなく使用する液晶表示素子の特性によ
って適宜決定すればよい。また集光部は導光体や拡散板
などと一体に成形してもよいし、レンズシート等として
独立部材として使用してもよい。またこれらを組み合わ
せて使用してもよい。もちろん前記集光部材を複数組み
合わせて使用してもよい。
【0020】集光部に使用できる樹脂としては透明であ
れば特に限定はなく、例えばポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−
2,6−ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレー
ト、ナイロン6、ナイロン4、ナイロン6,6、ナイロ
ン12、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリサルフォ
ン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケ
トン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリアクリ
ル、セルロースプロピオネート、ポリ塩化ビニル、ポリ
塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエーテル
イミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオ
キサイド、ポリスチレン、シンジオタクチクポリスチレ
ン、ノルボルネン系樹脂などの各樹脂が挙げられ、これ
らの1種又は2種以上を組み合わせて使用することがで
きる。また必要によりその他単量体を配合して共重合体
としてもよい。これらの中でもポリエチレンテレフタレ
ート、ポリエチレン−2,6−ナフタレート、ポリプロ
ピレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂が好ま
しく、さらには透明性や機械的特性、表面平滑性、耐溶
剤性、耐スクラッチ性などの点からポリエチレンテレフ
タレート樹脂またはこれを主体とするポリエステル樹脂
が特に好ましい。
【0021】本発明で使用する液晶表示素子としては、
透過型のものであれば特に限定はなく従来公知のものが
使用できる。また駆動方式や液晶材料なども特に限定は
ない。
【0022】前記導光体としては光を透過するものであ
れば特に限定はなく、従来公知のものを使用することが
でき、材料樹脂としても特に限定はないが、光線透過
率、作業性、硬化性の点から多価(メタ)アクリレー
ト、モノ(メタ)アクリレート及び光開始剤を主成分と
する紫外線硬化型樹脂組成物であることが望ましい。ま
た鏡面仕上げ加工されているのが好ましい。
【0023】前記多価(メタ)アクリレートとしては、
例えばポリオールポリ(メタ)アクリレート、ポリエス
テルポリ(メタ)アクリレート、エポキシポリ(メタ)
アクリレート及びウレタンポリ(メタ)アクリレートな
どが挙げられ、これらの1種または2種以上を組み合わ
せて使用することができる。また前記モノ(メタ)アク
リレートとしては、モノアルコール(メタ)アクリレー
トなどが挙げられる。
【0024】本発明で使用する反射部材としては、光を
反射するものであれば特に限定はなく、例えば白色塗装
板や樹脂成型品などが挙げられる。反射輝度を高めるた
め内面をフレネルレンズ加工したり、アルミ系金属表面
に特殊処理したものを使用してもよい。
【0025】また前記面光源手段は、白色系のドット状
拡散反射物またはドット状に粗にした粗面処理部を管状
光源から離間するほど密になるように形成したものや、
導光体の底面全体を粗面処理し、管状光源から離間する
ほどその粗さが細になるように形成したものが挙げられ
る。
【0026】(実施例)本発明の液晶表示装置の他の実
施態様を図3に示す。図3は請求項3記載の液晶表示装
置の一実施例であって、直下式バックライトを用いた装
置である。光を反射させるために下面を凹状とした筺体
9の中空内部に管状光源1を配設し、管状光源1の上面
には厚めの拡散シート5を設ける。管状光源1から発せ
られた光は筺体9の凹状面で反射して拡散シート5へ入
射し、ここで均一に拡散して光源の発光ムラが解消され
る。なお光源の発光ムラに応じてドット状の拡散反射物
を設けたシートを拡散シート5の底面に形成するか、あ
るいは拡散シート5の底面に当該拡散反射物を直接形成
すれば、拡散シート5の厚さをより薄くすることができ
る。
【0027】レンズシート6は前記と同様のものを使用
するが、筺体9の反射光によってレンズシートに入射す
る光のV方向の拡散度が小さくなっているので、レンズ
シート6はV方向、すなわちレンズシート6に形成され
ているプリズムの軸線方向と管状光源1の軸線方向とが
直交するように配置する。
【0028】レンズシート6から射出した光は、H方向
の拡散度は小さく、他方V方向の拡散度は好適範囲のも
のである。そこで拡散シート11として、H方向の拡散
度が大きく、V方向の拡散度が小さいものを使用するこ
とにより、V方向の輝度を低下させることなくH方向の
拡散度を好適範囲に調整することができ、表示装置とし
て適した指向性を奏させることができる。なお液晶表示
素子8については前記の実施形態のものがここでも同様
に使用できる。
【0029】本発明の液晶表示装置の他の実施態様を図
4に示す。図4は請求項2記載の液晶表示装置の他の実
施例であって、基本的構成は図1の装置と同様である
が、導光体2の底面に管状光源1の管軸方向と垂直方向
に微細な三角柱2bを施し、かつ導電体2の上面に面光
源手段2aを施している点が相違している。このような
導光体2からの射出光は、底面の微細な三角柱2bによ
りH方向の拡散度は小さくなるので、レンズシート6は
三角柱が形成された面を下面として導光体2の上に設置
する。このような構成の装置において、レンズシート6
から射出する光のH方向の拡散度は導光体2の底面での
反射の傾きによるものであるから、レンズシート6によ
って拡散度を小さくしたV方向に比べて大きく、表示装
置として十分な斜視輝度を有する。そこで拡散シート1
1として、H方向の拡散度が小さく、V方向の拡散度が
大きいものを使用することにより、H方向の拡散度を維
持しながらV方向の拡散度を大きくすることができ、表
示装置として適した指向性を奏させることができる。
【0030】請求項4に係る液晶表示装置の一実施例を
図5に示す。図5の液晶表示装置は、図1の液晶表示装
置において液晶表示素子8の表示面側に指向選択性を有
する拡散部材をさらに設けたものである。液晶表示素子
は、用いる液晶分子の特性や分子構成、駆動方式などに
起因して特有の視角特性を有する。一般的に、表示画面
の上下方向は左右方向に比べて視覚特性が狭くなるの
で、斜視方向から入射する光のほとんどは液晶表示素子
を透過しない。したがって、このような光が液晶表示素
子への入射光に存在していても無意味である。そこでレ
ンズシートなどの集光部により液晶表示画面に対して垂
直方向に光の指向性を強めて液晶表示素子を通過させた
後、指向選択性を有する拡散部材で所望の指向性に調整
することにより最適な指向性を効率よく発現させるよう
にした。ここで使用する指向選択性を有する拡散部材と
しては前記と同様のものが挙げられる。また必要により
当該拡散部材を複数使用してもよい。
【0031】
【発明の効果】本発明の液晶表示装置によれば、所定の
液晶表示素子に対して特定の集光部と指向選択性を有す
る拡散部材とを組み合わせることによって拡散度が調整
されて、表示装置として必要な方向の輝度が強められ、
また所望の指向性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の液晶表示装置の構造を示す斜視図で
ある。
【図2】 本発明で使用する指向性を有する拡散部材に
よる拡散度を説明する図である。
【図3】 請求項2記載の液晶表示装置の一実施例を示
す斜視図である。
【図4】 請求項3記載の液晶表示装置の一実施例を示
す斜視図である。
【図5】 請求項4記載の液晶表示装置の一実施例を示
す斜視図である。
【図6】 従来の液晶表示装置を示す断面図である。
【符号の説明】
1 管状光源 2 導光体 2a 面光源手段 2b 微細三角柱 3 反射部材 4 反射シート 5、7 拡散シート 6 レンズシート 8 液晶表示素子 9 筺体 10 拡散板 11 指向選択性を有する拡散シート
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09F 9/00 336 G09F 9/00 336E Fターム(参考) 2H038 AA55 BA01 2H091 FA14Z FA23Z FA26Z FA32Z FA42Z FA44Z FA45Z FB02 FB08 LA18 5G435 AA03 BB12 BB15 EE25 FF03 FF06 FF07 FF08 GG24 GG26 HH04

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源から発せられた光を集光する集光部
    と、集光した光を拡散する拡散部材と、液晶表示素子と
    を備えた液晶表示装置であって、 前記拡散部材は前記集光部と前記液晶表示素子の間に配
    置され、かつ指向選択性を有することを特徴とする液晶
    表示装置。
  2. 【請求項2】 前記光源が、光を透過する導光体の少な
    くとも一端側に配され、該導光体の集光部とは反対側面
    には反射部が形成され、該光源から発せられた光は該反
    射部および該導光体内を多重反射して前記集光部へ入射
    する請求項1記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 前記光源が前記液晶表示素子の直下に配
    置され、前記光源からみて前記集光部とは反対側に凹面
    を有する反射部材が設けられ、該光源から発せられた光
    は直接光および該反射部材で反射した反射光として集光
    部へ入射する請求項1記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 前記液晶表示素子の表示面側に指向選択
    性を有する拡散部材をさらに設けたことを特徴とする請
    求項1乃至3のいずれかに記載の液晶表示装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8052294B2 (en) 2004-12-28 2011-11-08 Lg Display Co., Ltd. Direct type back light unit for liquid crystal display device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8052294B2 (en) 2004-12-28 2011-11-08 Lg Display Co., Ltd. Direct type back light unit for liquid crystal display device
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