JP2002365619A

JP2002365619A - 液晶ディスプレイ

Info

Publication number: JP2002365619A
Application number: JP2001176345A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Sugio; 嘉彦杉尾; Tetsuo Tsugawa; 哲雄津川; Fumio Suzuki; 文雄鈴木; Isao Katayama; 功片山
Original assignee: ABEL SYSTEMS Inc
Current assignee: ABEL SYSTEMS Inc
Priority date: 2001-06-11
Filing date: 2001-06-11
Publication date: 2002-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】バック照明の光を効率よく透過させる。【解決手段】液晶ディスプレイは、バック照明１と、
このバック照明１の光の一部を透過させる液晶パネル２
とを備える。液晶パネル２は、バック照明１側に突出す
る無数の誘電体アンテナ６を有する。液晶パネル２は、
この誘電体アンテナ６の間に位置するように光遮蔽物７
を配設している。【効果】液晶ディスプレイは、光遮蔽物で遮蔽される
光を、誘電体アンテナで効率よく集束するので、バック
照明からの光が液晶パネルを通過するときに吸収される
のを極減し、光透過率の低下を有効に阻止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バック照明の光を
効率よく透過させる液晶ディスプレイに関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーの液晶ディスプレイは、バック照
明の光をいかにして効率よく透過できるかが大切であ
る。バック照明から出た光が、種々の層に吸収されて、
最終的に出てくる光がわずか１０％以下となってしまう
からである。図１は、カラー液晶ディスプレイの概略構
成図を示している。この液晶ディスプレイは、バック照
明１から出た光を、偏光板１２、ＴＦＴ基板３、液晶プ
レート１３、カラーフィルター４、偏光板１４の順番に
透過させる。光は、各々の層を透過するときに一部が吸
収され、最終的にはわずかしか出力されない。とくに、
ＴＦＴ基板３やカラーフィルター４は、部分的に光を透
過させない光遮蔽物があり、これが全体の光透過率を低
下させる原因となる。ＴＦＴ基板３は、多数のトランジ
スターを縦横に並べて配設しているので、トランジスタ
ーや隣接トランジスターの境界に光遮蔽物ができる。カ
ラーフィルター４は、赤と青と緑のフィルターを縦横に
並べているが、その境界に光遮蔽物ができる。ＴＦＴ基
板３やカラーフィルター４は、マイクロレンズを設け
て、光の透過率を高くすることができる。マイクロレン
ズ１５は、図２の断面図に示すように、光を集束して光
遮蔽物７の間に透過させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】マイクロレンズ１５
は、垂直に入射される光を集束して、光遮蔽物７の間に
透過できる。しかしながら、斜め方向から入射される光
を光遮蔽物７の間に集束できない。マイクロレンズ１５
には必ずしも垂直方向に光が入射しない。たとえば、図
１に示す液晶ディスプレイは、偏光板１２を透過した光
がマイクロレンズにあらゆる方向から入射される。この
ため、偏光板を透過した光を、光遮蔽物の間に透過でき
ず、光遮蔽物で光の一部が吸収される。

【０００４】本発明は、このような欠点を解決すること
を目的に開発されたものである。本発明の重要な目的
は、バック照明の光を効率よく透過できる液晶ディスプ
レイを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶ディスプレ
イは、バック照明１と、このバック照明１の光の一部を
透過させる液晶パネル２とを備える。液晶パネル２は、
バック照明１側に突出する無数の誘電体アンテナ６を有
する。液晶パネル２は、この誘電体アンテナ６の間に位
置するように光遮蔽物７を配設している。

【０００６】液晶パネル２は、ＴＦＴを設けている透明
基板５を設けて、この透明基板５に、バック照明１側に
突出する誘電体アンテナ６を設けることができる。透明
基板５は、ガラス基板とすることができる。光遮蔽物７
は、ＴＦＴ、あるいは、ＴＦＴの境界線とすることでき
る。さらに、液晶パネル２は、バック照明１側の表面
に、無数の誘電体アンテナ６を有する誘電体アンテナプ
レート８を配設して、無数の誘電体アンテナ６を設ける
ことができる。

【０００７】液晶パネル２は、バック照明１と反対側に
突出する無数の誘電体アンテナ６を設けて、この誘電体
アンテナ６の間に位置するように光遮蔽物７を配設する
ことができる。液晶パネル２がバック照明１と反対側に
突出する無数の誘電体アンテナ６を備える液晶ディスプ
レイは、液晶パネル２を見たときに、光遮蔽物７を目立
たなくできる特長がある。この液晶パネル２は、出力側
の表面に、無数の誘電体アンテナ６を有する誘電体アン
テナプレート８を配設して、無数の誘電体アンテナ６を
設けることができる。

【０００８】誘電体アンテナ６は、高さＴを０．３〜１
０μｍとし、最小幅Ｄを０．３〜１０μｍとすることが
できる。さらに、誘電体アンテナ６は、最小幅Ｄ／高さ
Ｔの比率を０．５〜２とすることができる。

【０００９】誘電体アンテナ６は、多角柱、円柱状、楕
円柱状のいずれかとすることができる。誘電体アンテナ
６は、平面形状を細長い長方形とする角柱状、あるいは
平面形状において両端を円弧状とする細長い形状の柱状
とすることもできる。さらに、誘電体アンテナ６は、誘
電率を２〜１０とすることができる。さらにまた、誘電
体アンテナ６は、表面側を平滑面とすることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための液晶ディスプレイを例示
するものであって、本発明は液晶ディスプレイを下記の
ものに特定しない。

【００１１】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決す
るための手段の欄」に示される部材に付記している。た
だ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に
特定するものでは決してない。

【００１２】図３に示す液晶ディスプレイは、バック照
明１と、このバック照明１の光の一部を透過して、文字
や図形を表示する液晶パネル２とを備える。液晶パネル
２は、多数のＴＦＴを縦横に並べているＴＦＴ基板３を
有する。ＴＦＴ基板３は、透明基板５に多数のＴＦＴを
配設している。図４のＴＦＴ基板３は、透明基板５に誘
電体アンテナ６を、バック照明１側に突出して設けてい
る。ＴＦＴ基板３は、誘電体アンテナ６の間に、光遮蔽
物７であるＴＦＴを配設し、あるいはＴＦＴの境界線を
配設している。透明基板５は、ガラス基板である。

【００１３】液晶パネル２は、偏光板１２、ＴＦＴ基板
３、液晶プレート１３、カラーフィルター４、偏光板１
４等の複数の層を積層しており、光遮蔽物７を有する層
がある。本発明の液晶ディスプレイは、光遮蔽物７の間
に誘電体アンテナ６を設け、誘電体アンテナ６で光を効
率よく集束して、光遮蔽物７による光透過率の低下を阻
止する。光遮蔽物７のある層は、多数のＴＦＴを縦横に
並べているＴＦＴ基板３や、赤と青と緑のフィルターを
縦横に並べているカラーフィルター４であるが、本発明
は、光遮蔽物７のある層をＴＦＴ基板３やカラーフィル
ター４には特定しない。液晶パネル２を構成する層であ
って、光を透過させない遮蔽物を局部的に設けている全
ての層に誘電体アンテナ６を設けて光の透過率を高くで
きるからである。

【００１４】誘電体アンテナ６は、図５と図６に示すよ
うに全面に均一に設けられ、あるいは図７に示すよう
に、光遮蔽物７の両側に隣接して設けられる。全面に誘
電体アンテナ６を設ける構造は、誘電体アンテナ６が光
を吸収して表面での光の反射を少なくできる。図７に示
すように、光遮蔽物７の両側に誘電体アンテナ６を設け
る構造は、少数の誘電体アンテナ６で、光遮蔽物７によ
る透過率の低下を阻止できる特長がある。

【００１５】誘電体アンテナ６は、バック照明１の光を
効率よく吸収できるように、誘電体アンテナ６の長さに
相当するその高さを０．３〜１０μｍとする。また、誘
電体アンテナ６の最小幅（Ｄ）は０．３〜１０μｍと
し、最小幅（Ｄ）／高さ（Ｔ）の比率を０．５〜２とす
る。さらに、多数の誘電体アンテナ６を隣接して設ける
構造においては、隣接する誘電体アンテナ６間の間隔
（Ｌ）を０．５〜２０μｍとする。さらに、隣接する誘
電体アンテナ６の間隔（Ｌ）／高さ（Ｔ）の比率は、
０．５〜１０とする。

【００１６】誘電体アンテナ６の高さ（Ｔ）と最小幅
（Ｄ）を０．５〜１０μｍとするのは、可視光線の波長
に比較して、短すぎても反対に長すぎても、光を吸収す
る感度が低下するからである。また、誘電体アンテナ６
の最小幅（Ｄ）も、小さすぎても大きすぎても可視光線
を吸収する感度が低下する。さらに、最小幅（Ｄ）／高
さ（Ｔ）の比率を０．５〜２とするのも、光を吸収する
感度を高くするためである。多数の誘電体アンテナ６を
設ける構造において、隣接する誘電体アンテナ６の間隔
（Ｌ）も、狭すぎても広すぎても受信感度は低下する。

【００１７】誘電体アンテナ６は、液晶パネル２の表面
に対して垂直方向に延長して設けられる。誘電体アンテ
ナ６は、多角柱、円柱状、楕円柱状のいずれかである。
図５の誘電体アンテナ６は円柱状、図６の誘電体アンテ
ナ６は先端面の形状を正方形とする角柱状、図７の誘電
体アンテナ６は先端面の形状を長方形とする角柱状であ
る。誘電体アンテナ６は、図示しないが、楕円柱状とす
ることもできる。さらに、図８に示すように、誘電体ア
ンテナ６は、平面形状を細長い長方形とする角柱状とす
ることもできる。また、図９に示すように、平面形状に
おいて両端を円弧状とする細長い形状の柱状とすること
もできる。さらに、以上の図の誘電体アンテナ６は先端
を平面状としているが、図１０の拡大断面図に示すよう
に先端を湾曲面とすることもできる。

【００１８】誘電体アンテナ６は、有機や無機の誘電体
で製作される。誘電体は、誘電率を２〜１０とする材質
が適している。これより誘電率が低いとアンテナとして
充分に利得が実現されず、また、高すぎると受信できる
可視光線の波長領域が狭くなる。有機の誘電体として、
ポリプロピレン、ポリエチレン、フッ素樹脂等が使用で
きる。無機の誘電体としてガラス、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ
_３等が使用できる。

【００１９】誘電体は、エッチングして誘電体アンテナ
６を形成することができる。また、レーザー等で誘電体
の一部を除去して誘電体アンテナ６を形成することもで
きる。誘電体アンテナ６は、液晶パネル２を構成するＴ
ＦＴ基板３やカラーフィルター４の透明基板５にエッチ
ングして無数の誘電体アンテナ６を設けることができ
る。また、図１１に示すように、誘電体アンテナ６を設
けた誘電体アンテナプレート８をＴＦＴ基板３やカラー
フィルター等の光遮蔽物７を有する層に積層して設ける
こともできる。さらに、図１２に示すように、ＴＦＴ基
板３やカラーフィルター等を構成する透明基板５の表面
に直接に誘電体アンテナ６を設けることもできる。この
液晶パネル２は、透明基板５をエッチングし、あるいは
レーザー等で加工して誘電体アンテナ６を設けることが
できる。

【００２０】さらに、誘電体アンテナ６は、図１３に示
すように、表面側を平滑面として、誘電体アンテナ６の
隙間に異物が付着して汚れるのを防止できる。表面側を
平滑面とするには、図に示すように可視光線を透過させ
る平面板１０を配設し、あるいは図１４に示すように、
誘電体アンテナ６の間に誘電率が低い材料１１を充填す
る。誘電率の低い材料１１としては、たとえば、四フッ
化エチレン樹脂、ＦＲＰ等が使用できる。

【００２１】以上の実施例は、液晶パネル２を構成する
ＴＦＴ基板３やカラーフィルター４等の光遮蔽物７を有
する層に誘電体アンテナ６を設けている。ただ、本発明
の液晶ディスプレイは、液晶パネルの表面に、無数の誘
電体アンテナを設けることもできる。この液晶ディスプ
レイは、液晶パネルの表面に、誘電体アンテナを有する
誘電体アンテナプレートを配設して、あるいは、液晶パ
ネルの表面を構成する板材を加工して無数の誘電体アン
テナを設けることができる。

【００２２】図１５ないし図１７に示す液晶ディスプレ
イは、液晶パネル２のバック照明１側の表面に、無数の
誘電体アンテナ６を有する誘電体アンテナプレート８を
配設して、バック照明１側に突出する無数の誘電体アン
テナ６を設けている。誘電体アンテナプレート８は、ガ
ラス板等の透明基板１６の表面に、無数の誘電体アンテ
ナ６を設けたものである。誘電体アンテナプレート８
は、図５ないし図１０に示す形状の誘電体アンテナ６を
表面に設けることができる。図１６に示す誘電体アンテ
ナプレート８は、エッチングして、あるいはレーザー等
で誘電体の一部を除去して透明基板１６の表面に誘電体
アンテナ６を形成している。図１７に示す誘電体アンテ
ナプレートは、透明基板１６の表面をエッチングやレー
ザー等で直接加工して誘電体アンテナ６を設けている。
これらの誘電体アンテナプレート８は、誘電体アンテナ
６の間に光遮蔽物７が位置するように、無数の誘電体ア
ンテナ６を設けている。この構造の液晶ディスプレイ
は、現在製造されている液晶パネルに誘電体アンテナプ
レートを配設して実現できるので、極めて低コストに製
造できる特長がある。

【００２３】さらに、図１８に示す液晶パネルは、液晶
パネル２の表面に配設される板材９の表面に直接に誘電
体アンテナ６を設けている。この液晶パネル２は、板材
９の表面をエッチングやレーザー等で直接加工して誘電
体アンテナ６を設けている。ただ、液晶パネルは、板材
の表面にエッチングやレーザー等で誘電体の一部を除去
して誘電体アンテナを形成することもできる。この液晶
パネル２も、誘電体アンテナ６の間に光遮蔽物７が位置
するように、無数の誘電体アンテナ６を設けている。

【００２４】以上の構造の液晶ディスプレイは、液晶パ
ネル２のバック照明１側に突出する無数の誘電体アンテ
ナ６によって、光遮蔽物７で遮蔽される光を効率よく吸
収して液晶パネル２内に透過できるので、光遮蔽物７に
よる透過率の低下を有効に阻止できる。とくに、液晶パ
ネル２の表面に、無数の誘電体アンテナ６を設ける構造
は、反射率を低下させるために液晶パネル２の表面をエ
ッチングしてテクスチュア表面とし、あるいは板材をス
リット状に加工するのに代わって誘電体アンテナ６を設
けて、可視光線を効率よく吸収できる。また、誘電体ア
ンテナ６を設けた凹凸面は反射率も低くなって、可視光
線を反射することなく効率よく吸収する効果もある。

【００２５】さらに、図１５ないし図１７に示す液晶デ
ィスプレイは、液晶パネルのバック照明１側の表面だけ
でなく、バック照明１と反対側の表面にも誘電体アンテ
ナ６を配設している。このように、液晶パネル２の出力
側の表面に無数の誘電体アンテナ６を備える液晶ディス
プレイは、図の矢印で示すように、誘電体アンテナ６の
側面からも光が出力されるので、液晶パネル２を見たと
きに、光遮蔽物を目立たなくできる特長がある。

【００２６】図に示す液晶ディスプレイは、液晶パネル
２の出力側の表面に誘電体アンテナプレート８を配設し
て無数の誘電体アンテナ６を設けている。ただ、液晶デ
ィスプレイは、図示しないが、液晶パネルの出力側の表
面を構成する板材を直接加工して無数の誘電体アンテナ
を設けることもできる。さらに、本発明の液晶ディスプ
レイは、図示しないが、液晶パネルを構成するＴＦＴ基
板やカラーフィルター等の光遮蔽物を有する層の出力側
の表面に無数の誘電体アンテナを設けることもできる。

【００２７】さらに、液晶パネルの表面に誘電体アンテ
ナ６を有する誘電体アンテナプレートを配設して、ある
いは、液晶パネルの表面を構成する板材を加工して無数
の誘電体アンテナを設ける構造は、図１３及び図１４に
示すように、誘電体アンテナの表面側を平滑面とするこ
ともできる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の液晶ディスプレイは、バック照
明の光を効率よく透過できる特長がある。それは、本発
明の液晶ディスプレイが、バック照明の光の一部を透過
させる液晶パネルのバック照明側に、無数の誘電体アン
テナを突出して設けると共に、この誘電体アンテナの間
に位置するように光遮蔽物を配設しているからである。
この液晶ディスプレイは、従来では光遮蔽物で遮蔽され
ていた光を、誘電体アンテナで効率よく集束できるの
で、バック照明からの光が液晶パネルの光遮蔽物を有す
る層を通過するときに吸収されるのを極減し、光遮蔽物
による光透過率の低下を有効に阻止できる。とくに、誘
電体アンテナは、従来のマイクロレンズとは異なり、垂
直方向以外の入射光も効率よく受光して透過できるの
で、光の透過率を確実に改善できる。このように、本発
明の液晶ディスプレイは、バック照明の光を効率よく液
晶パネルに透過させて、光利用効率を理想的に改善でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラー液晶ディスプレイの概略構成図

【図２】マイクロレンズを備える液晶パネルの拡大断面
図

【図３】本発明の一実施例の液晶ディスプレイの概略構
成図

【図４】液晶パネルのＴＦＴ基板を示す概略断面図

【図５】誘電体アンテナの他の一例を示す拡大断面斜視
図

【図６】誘電体アンテナの他の一例を示す拡大断面斜視
図

【図７】誘電体アンテナの他の一例を示す平面図

【図８】誘電体アンテナの他の一例を示す拡大断面斜視
図

【図９】誘電体アンテナの他の一例を示す拡大断面斜視
図

【図１０】誘電体アンテナの他の一例を示す拡大断面図

【図１１】誘電体アンテナの他の一例を示す拡大断面図

【図１２】誘電体アンテナの他の一例を示す拡大断面図

【図１３】誘電体アンテナの他の一例を示す拡大断面図

【図１４】誘電体アンテナの他の一例を示す拡大断面図

【図１５】本発明の他の実施例の液晶ディスプレイの概
略構成図

【図１６】図１５に示す液晶ディスプレイの一例を示す
概略断面図

【図１７】図１５に示す液晶ディスプレイの他の一例を
示す概略断面図

【図１８】本発明の他の実施例の液晶ディスプレイの液
晶パネルの要部拡大断面図

【符号の説明】

１…バック照明２…液晶パネル３…ＴＦＴ基板４…カラーフィルター５…透明基板６…誘電体アンテナ７…光遮蔽物８…誘電体アンテナプレート９…板材１０…平面板１１…誘電率が低い材料１２…偏光板１３…液晶プレート１４…偏光板１５…マイクロレンズ１６…透明基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者片山功京都府京都市西京区樫原畔ノ海道10−72 ＬＪＵＳ中川203 Ｆターム(参考） 2H091 FA23Z FA34Z FA41Z GA13 LA03 5C094 AA10 BA03 BA43 CA19 EA04 EA05 EA07 EB02 EB05 FB16 5G435 AA03 BB12 BB15 CC09 EE25 FF07 FF12 GG02 HH02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バック照明(1)と、このバック照明(1)の
光の一部を透過させる液晶パネル(2)とを備える液晶デ
ィスプレイにおいて、液晶パネル(2)が、バック照明(1)側に突出する無数の誘
電体アンテナ(6)を有し、この誘電体アンテナ(6)の間に
位置するように光遮蔽物(7)を配設してなることを特徴
とする液晶ディスプレイ。
【請求項２】液晶パネル(2)がＴＦＴを設けている透
明基板(5)を有し、この透明基板(5)に、バック照明(1)
側に突出する誘電体アンテナ(6)を設けている請求項１
に記載される液晶ディスプレイ。
【請求項３】透明基板(5)がガラス基板である請求項
２に記載される液晶ディスプレイ。
【請求項４】光遮蔽物(7)が、ＴＦＴである請求項２
に記載される液晶ディスプレイ。
【請求項５】光遮蔽物(7)が、ＴＦＴの境界線である
請求項２に記載される液晶ディスプレイ。
【請求項６】液晶パネル(2)のバック照明(1)側の表面
に、無数の誘電体アンテナ(6)を有する誘電体アンテナ
プレート(8)を配設して、無数の誘電体アンテナ(6)を設
けてなる請求項１に記載される液晶ディスプレイ。
【請求項７】液晶パネル(2)が、バック照明(1)と反対
側に突出する無数の誘電体アンテナ(6)を有し、この誘
電体アンテナ(6)の間に位置するように光遮蔽物(7)を配
設してなる請求項１に記載される液晶ディスプレイ。
【請求項８】液晶パネル(2)の出力側の表面に、無数
の誘電体アンテナ(6)を有する誘電体アンテナプレート
(8)を配設して、無数の誘電体アンテナ(6)を設けてなる
請求項７に記載される液晶ディスプレイ。
【請求項９】誘電体アンテナ(6)の高さ(T)が０．３〜
１０μｍである請求項１に記載される液晶ディスプレ
イ。
【請求項１０】誘電体アンテナ(6)の最小幅(D)が０．
３〜１０μｍである請求項１に記載される液晶ディスプ
レイ。
【請求項１１】誘電体アンテナ(6)の最小幅(D)／高さ
(T)の比率が０．５〜２である請求項１に記載される液
晶ディスプレイ。
【請求項１２】誘電体アンテナ(6)が、多角柱、円柱
状、楕円柱状のいずれかである請求項１に記載される液
晶ディスプレイ。
【請求項１３】誘電体アンテナ(6)が、平面形状を細
長い長方形とする角柱状、あるいは平面形状において両
端を円弧状とする細長い形状の柱状とする請求項１に記
載される液晶ディスプレイ。
【請求項１４】誘電体アンテナ(6)の誘電率が２〜１
０である請求項１に記載される液晶ディスプレイ。
【請求項１５】誘電体アンテナ(6)の表面側を平滑面
としている請求項１に記載される液晶ディスプレイ。