JP2004325541A

JP2004325541A - 液晶表示装置及びテレビジョン受像機

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Publication number: JP2004325541A
Application number: JP2003116687A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ishizumi; 隆司石住; Motohiro Yamahara; 基裕山原
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-04-22
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2023-04-22
Also published as: WO2004095119A1; CN100380199C; CN1777835A; US20060170841A1; JP4912562B2; US7382426B2

Abstract

【課題】垂直配向の液晶表示パネルを斜め方向から見たときに白浮き現象が発生した。
【解決手段】本発明に係る液晶表示装置は、液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの後面側に配置され、前記液晶表示パネルの後面から液晶表示パネルの正面方向に対して、略平行な光線を入射させる高指向性バックライト手段と、前記液晶表示パネルの前面側に配置され、前記液晶表示パネルから正面方向に出射される光に対しては散乱性が強く、斜め方向に出射される光に対しては散乱性が弱い散乱異方性光学手段とを備えてなり、前記液晶表示パネルは、対向する基板間に負の誘電率異方性の液晶層が挟持され、電圧無印加時は前記基板に対してほぼ垂直に配向されるパネルであることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンピュータやテレビジョン受像機、その他多くの表示装置として用いられる液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
動画を再生するテレビ用途の液晶表示装置には、動画応答性能やコントラストなどの画質への要求が高い。対向する基板間に負の誘電率異方性の液晶層を挟持し、電圧無印加時には基板に対して液晶分子がほぼ垂直に配向される液晶表示パネルを使用した表示装置は、高コントラスト・高速応答性能という特徴を有している。しかしながら、視角依存性が大きく、斜め方向から見た時、垂直方向の透過率よりも斜め方向の透過率が大きくなり、所望の階調よりも大きな階調（白っぽく見える）となり、表示品位が劣るとの問題があった。
【０００３】
これは、特に、中間諧調表示の際、斜めに傾いた液晶分子の変位方向とバックライト光の拡散透過光との向きが揃った方向での透過率が上昇する事に起因する。
【０００４】
そこで、特開２００２−３７２７１３号公報に記載のように、液晶表示パネルに平行光を出射させるバックライトを設置することが提案される。平行光であれば、液晶分子の変位方向に依存せず、中間階調表示でも視角依存性（見る方向による階調ズレ）のない良好な表示品位を得る事が出来る。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３７２７１３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、完全な平行光の発生は現在実質困難であり、また可能であるとしてもコストが高くなり実用的でない。完全な平行光でないときは、白浮き（所望の階調よりも大きな階調）が発生する。しかも、一般に、視野角拡大の目的で液晶表示パネルの前面には散乱シートが設けられている。これは、正面方向又は斜め方向の如何にかかわらず散乱シートに入射した光を等方向に散乱させるものである。
【０００７】
すなわち、液晶表示パネルを経て前面に配置した散乱シートに入射した光は、この散乱シートより等方向に散乱させるので、液晶表示パネルを正面方向から出射させた光を等方向に散乱させ、正面のみならず左右上下にずれた位置から見ても液晶表示パネルを正面方向から出射した光を観測できるようにできる。しかしながら、この散乱シートは、液晶表示パネルを斜め方向から出射させた光をも全方向に均等に散乱させ、液晶表示パネルを斜めに通過して白浮き現象を引き起こす光を広範囲に観測者に見させてしまうように作用する。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため、完全な平行光ではない高指向性バックライトと異方性散乱シートを用い、バックライトとして安価なものを使用可能で、垂直配向の液晶表示パネルの白浮きを防止して表示品位を向上できる液晶表示装置、及びこの液晶表示装置を使用したテレビジョン受像機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液晶表示装置は、液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの後面側に配置され、前記液晶表示パネルの後面から液晶表示パネルの正面方向に対して、略平行な光線を入射させる高指向性バックライト手段と、前記液晶表示パネルの前面側に配置され、前記液晶表示パネルから正面方向に出射される光に対しては散乱性が強く、斜め方向に出射される光に対しては散乱性が弱い散乱異方性光学手段とを備えてなり、前記液晶表示パネルは、対向する基板間に負の誘電率異方性の液晶層が挟持され、電圧無印加時は前記基板に対してほぼ垂直に配向されるパネルであることを特徴とする。
【００１０】
この構成により、平行光の設計許容値が大きくなり、バックライトとして安価なものを使用可能で、垂直配向の液晶表示パネルの白浮きを防止して表示品位を向上できる。
【００１１】
また、本発明に係る液晶表示装置は、上記に置いて、高指向性バックライト手段は複数の蛍光管及び反射板からなり、前記蛍光管及び反射板は前記液晶表示パネルに対して水平に配置されてなることを特徴とする。
【００１２】
バックライトとして安価なもので、かつ蛍光管を画面の長手方向にと一致させて配置できる利点があるとともに、光の平行度があまりよくない水平方向においても白浮き現象を抑制できる。
【００１３】
また、本発明に係るテレビジョン受像機は、液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの後面側に配置され、前記液晶表示パネルの後面から液晶表示パネルに対して略平行な光線を入射させる高指向性バックライト手段と、前記液晶表示パネルの前面側に配置され、前記液晶表示パネルから正面方向に出射される光に対しては散乱性が強く、斜め方向に出射される光に対しては散乱性が弱い散乱異方性光学手段とを備えてなり、前記液晶表示パネルは、対向する基板間に負の誘電率異方性の液晶層が挟持され、電圧無印加時は前記基板に対してほぼ垂直に配向されるパネルであり、高指向性バックライト手段は複数の蛍光管及び反射板からなり、前記蛍光管及び反射板は前記液晶表示パネルに対して水平に配置されてなることを特徴とする。
【００１４】
また、蛍光管、反射板を用いたテレビジョン受像機において、比較的簡単なバックライト構成のまま、光の平行度があまりよくない水平方向においても白浮き現象を抑制して、良好な表示品位を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態を示す概略断面構成図である。
【００１７】
液晶表示パネル１１１は、対向する基板間に負の誘電率異方性の液晶層が挟持され、電圧無印加時は前記基板に対してほぼ垂直に配向されるパネルである。この前方には、異方性散乱シート１０が配置される。異方性散乱シート１０は液晶表示パネル１１１から正面方向に出射される光に対しては散乱性が強く、斜め方向に出射される光に対しては散乱性が弱い特性を有する。後方には、例えば蛍光管と反射板等からなる高指向性バックライト５０が配置され、液晶表示パネル１１１の後面から液晶表示パネルに対して略平行な光線を入射させる。
【００１８】
以下、液晶表示パネル１１１、異方性散乱シート１０、高指向性バックライト５０の各具体例について更に詳しく説明する。
【００１９】
本実施形態に係る液晶表示装置は、液晶表示パネル１１１として、垂直配向モードの液晶表示パネル、すなわち、電圧無印加時には、液晶分子が基板に対して略垂直に配向し、画素ＰＩＸ（ｉ，ｘ）の液晶容量ＣＬ（ｉ，ｊ）への印加電圧に応じて、液晶分子が垂直配向状態から傾斜する液晶表示パネルを採用しており、当該液晶表示パネルをノーマリブラックモード（電圧無印加時には、黒表示となるモード）で使用している。
【００２０】
画素ＰＩＸ（ｉ，ｊ）は、例えば、図２に示すように、スイッチング素子として、ゲートが走査信号線ＧＬｊへ、ドレインがデータ信号線ＳＬｉに接続された電界効果トランジスタＳＷ（ｉ，ｊ）と、当該電界効果トランジスタＳＷ（ｉ，ｊ）のソースに、一方電極（後述する画素電極１２１ａ）が接続された画素容量Ｃｐ（ｉ，ｊ）とを備えている。また、画素容量Ｃｐ（ｉ，ｊ）の他方電極（後述する対向電極１２１ｂ）、全画素ＰＩＸ…に共通の共通電極線に接続されている。上記画素容量Ｃｐ（ｉ，ｊ）は、液晶容量ＣＬ（ｉ，ｊ）と、必要に応じて付加される補助容量Ｃｓ（ｉ，ｊ）とから構成されている。
【００２１】
上記画素ＰＩＸ（ｉ，ｊ）において、走査信号線ＧＬｊが選択されると、電界効果トランジスタＳＷ（ｉ，ｊ）が導通し、データ信号線ＳＬｉに印加された電圧が画素容量Ｃｐ（ｉ，ｊ）へ印加される。一方、当該走査信号線ＧＬｊの選択期間が終了して、電界効果トランジスタＳＷ（ｉ，ｊ）が遮断されている間、画素容量Ｃｐ（ｉ，ｊ）は、遮断時の電圧を保持し続ける。ここで、液晶の透過率は、液晶容量ＣＬ（ｉ，ｊ）に印加される電圧によって変化する。したがって、走査信号線ＧＬｊを選択し、当該画素ＰＩＸ（ｉ，ｊ）への映像データＤに応じた電圧をデータ信号線ＳＬｉへ印加すれば、当該画素ＰＩＸ（ｉ，ｊ）の表示状態を、映像データＤに合わせて変化させることができる。
【００２２】
本実施形態に係る垂直配向（ＶＡ）方式の液晶表示パネル１１１は、図３に詳細に示すように、当該液晶表示パネル１１１の両側に積層して配置された偏光板１１２・１１３を含む。
【００２３】
上記液晶表示パネル１１１は、各画素ＰＩＸにそれぞれ対応する画素電極１２１ａが設けられたＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板１１１ａと、対向電極１２１ｂが設けられた対向基板１１１ｂと、両基板１１１ａ・１１１ｂにて挟持され、負の誘電異方性を有するネマチック液晶からなる液晶層１１１ｃとを備えている。なお、本実施形態に係る液晶表示装置は、カラー表示可能であり、上記対向基板１１１ｂには、各画素ＰＩＸの色に対応するカラーフィルタ（図示せず）が形成されている。
【００２４】
さらに、上記ＴＦＴ基板１１１ａには、液晶層１１１ｃ側の表面に垂直配向膜１２２ａが形成されている。同様に、上記対向基板１１１ｂの液晶層１１１ｃ側の表面には、垂直配向膜１２２ｂが形成されている。これにより、上記両電極１２１ａ・１２１ｂ間に電圧が印加されていない状態において、両基板１１１ａ・１１１ｃ間に配された液晶層１１１ｃの液晶分子Ｍを、上記基板１１１ａ・１１１ｂ表面に対して略垂直に配向させることができる。
【００２５】
一方、両電極１２１ａ・１２１ｂ間に電圧が印加されると、液晶分子Ｍは、上記基板１１１ａ・１１１ｂの法線方向に沿った状態（電圧無印加状態）から、印加電圧に応じた傾斜角で傾斜する（図４参照）。なお、両基板１１１ａ・１１１ｂが対向しているので、特に区別する必要がある場合を除いて、それぞれの法線方向および面内方向を、単に法線方向あるいは面内方向と称する。
【００２６】
ここで、本実施形態に係る液晶表示パネル１１１は、マルチドメイン配向の液晶表示パネルであって、各画素ＰＩＸが複数の範囲（ドメイン）に分割され、配向方向、すなわち、電圧印加時に液晶分子Ｍが傾斜する際の方位（配向方向の面内成分）が、各ドメイン間で異なるように制御されている。
【００２７】
具体的には、図５に示すように、上記画素電極１２１ａには、断面形状が山型で、面内の形状がジグザグと略直角に曲がる突起列１２３ａ…が、ストライプ状に形成されている。一方、上記対向電極１２１ｂには、面内の形状がジグザグと略直角に曲がるスリット（開口部：電極が形成されていない部分）１２３ｂ…が、ストライプ状に形成されている。これらの突起列１２３ａとスリット１２３ｂの面内方向における間隔は、予め定められた間隔に設定されている。また、上記突起列１２３ａは、上記画素電極１２１ａ上に感光性樹脂を塗布し、フォトリソグラフィー工程で加工することで形成されている。さらに、上記両電極１２１ａ・１２１ｂは、それぞれの基板１１１ａ・１１１ｂ上にＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）膜を成膜した後、その上にフォトレジストを塗布して電極のパターンを露光して現像した後エッチングすることにより形成されており、上記スリット１２３ｂは、対向電極１２１ｂを形成する際に、スリット１２１ｂの部分を除くようにパターニングすることによって形成される。
【００２８】
ここで、突起列１２３ａの近傍では、液晶分子が斜面に垂直になるように配向する。加えて、電圧印加時において、突起列１２３ａの近傍の電界は、突起列１２３ａの斜面に平行になるように傾く。ここで、液晶分子は、長軸が電界に垂直な方向に傾くので、液晶分子は、基板表面に対して斜め方向に配向する。さらに、液晶の連続性によって、突起列１２３ａの斜面から離れた液晶分子も斜面近傍の液晶分子と同様の方向に配向する。
【００２９】
同様に、スリット１２３ｂのエッジ（スリット１２３ｂと対向電極１２１ｂとの境界）近傍の領域では、電圧印加時において、基板表面に対して傾斜した電界が形成されるので、液晶分子は、基板表面に対して斜め方向に配向する。さらに、液晶の連続性によって、エッジ近傍の領域から離れた液晶分子もエッジ近傍の液晶分子と同様の方向に配向する。
【００３０】
これらの結果、各突起列１２３ａ…およびスリット１２３ｂ…において、角部Ｃと角部Ｃとの間の部分を線部と称すると、突起列１２３ａの線部Ｌ１２３ａとスリット１２３ｂの線部Ｌ１２３ｂとの間の領域では、電圧印加時における液晶分子の配向方向の面内成分は、線部Ｌ１２３ａから線部１２３ｂへの方向の面内成分と一致する。
【００３１】
ここで、突起列１２３ａおよびスリット１２３ｂは、角部Ｃで略直角に曲がっている。したがって、液晶分子の配向方向は、画素ＰＩＸ内で４分割され、画素ＰＩＸ内に、液晶分子の配向方向が互いに異なるドメインＤ１〜Ｄ４を形成できる。
【００３２】
一方、図３に示す両偏光板１１２・１１３は、偏光板１１２の吸収軸ＡＡ１１２と偏光板１１３の吸収軸ＡＡ１１３とが直交するように配置されている。さらに、両偏光板１１２・１１３は、それぞれの吸収軸ＡＡ１１２・ＡＡ１１３と、電圧印加時における、上記各ドメインＤ１〜Ｄ４の液晶分子の配向方向の面内成分とが、４５度の角度をなすように配置されている。
【００３３】
上記構成の画素アレイ２では、画素電極１２１ａと対向電極１２１ｂとの間に電圧を印加している間、液晶表示パネル１１１の液晶分子は、図４に示すように、基板法線方向に対して、電圧に応じた角度だけ傾斜配向している。これにより、液晶表示パネル１１１を通過する光には、電圧に応じた位相差が与えられる。
【００３４】
ここで、両偏光板１１２・１１３の吸収軸ＡＡ１１２・ＡＡ１１３は、互いに直交するように配置されている。したがって、出射側の偏光板（例えば、１１２）へ入射する光は、液晶表示パネル１１１が与える位相差に応じた楕円偏光になり、当該入射光の一部が偏光板１１２を通過する。この結果、印加電圧に応じて偏光板１１２からの出射光量を制御でき、階調表示が可能となる。
【００３５】
さらに、上記液晶表示パネル１１１では、画素内に、液晶分子の配向方向が互いに異なるドメインＤ１〜Ｄ４が形成されている。したがって、あるドメイン（例えば、Ｄ１）に属する液晶分子の配向方向に平行な方向から、液晶表示パネル１１１を見た結果、当該液晶分子が透過光に位相差を与えることができない場合であっても、残余のドメイン（この場合は、Ｄ２〜Ｄ４）の液晶分子は、透過光に位相差を与えることができる。したがって、各ドメイン同士が、互いに光学的に補償し合うことができる。この結果、液晶表示パネル１１１を斜め方向から見た場合の表示品位を改善し、視野角を拡大できる。
【００３６】
これとは逆に、画素電極１２１ａと対向電極１２１ｂとの間に電圧を印加していない間、液晶表示パネル１１の液晶分子は、図３に示すように、垂直配向状態にある。この状態（電圧無印加時）では、法線方向から液晶表示パネル１１１へ入射した光は、各液晶分子によって位相差が与えられず、偏光状態を維持したままで液晶表示パネル１１１を通過する。この結果、出射側の偏光板（例えば、１１２）へ入射する光は、偏光板１１２の吸収軸ＡＡ１１２に略平行な方向の直線偏光となり、偏光板１１２を通過することができない。この結果、画素アレイ２は、黒を表示できる。
【００３７】
このように、本実施形態に係る画素アレイ２では、画素電極１２１ａと対向電極１２１ｂとの間に電圧を印加することによって、基板表面に対して斜めの電界を発生させ、液晶分子を傾斜配向させる。これにより、画素電極１２１ａへ印加する電圧レベルに応じて、画素ＰＩＸの透過率を変更でき、階調表示できる。
【００３８】
図６は、本発明の一実施形態に係る異方性散乱シート１０を示す断面図である。同図に示すように、本実施形態の異方性散乱シート１０は、透明基材１上に内部散乱層２と表面凹凸３を積層して成る。そして、内部散乱層２と表面凹凸３の両方により防眩層６が構成される。内部散乱層２は、透明マトリックス４中にそれとは屈折率の異なる異方的形状を有する分散物質５を、秩序良く互いに平行移動した位置関係で均質に分散させた構造となっている。
【００３９】
このように、防眩層６を内部散乱層２と表面凹凸３の両方により構成することで、内部散乱層に起因するヘイズと表面凹凸に起因するヘイズとを、独立で正確にコントロールすることが可能となり、透過画像鮮明度を低下させることなく防眩性を持たせるように設計することが可能となる。
【００４０】
図７は、本実施形態における防眩層の構成を示す断面図であり、散乱異方性を持った内部散乱層を示している。同図に示すように、ここでの内部散乱層２においては、回転楕円体の形状を有する分散物質５が、矢印１０１で示すその長軸方向を、矢印１０２で示す防眩層６ひいては異方性散乱シートの法線方向に対して、概ね平行になるように、透明マトリックス４中に分散されている。
【００４１】
図８は、内部散乱層における散乱異方性の発現を説明する断面図である。同図により、本発明の異方性散乱シートの散乱性について説明する。同図に示すように、内部散乱層２へ矢印１０３で示す斜め方向から入射する光に対する、分散物質５の実効的サイズは５ａのように示される。一方、内部散乱層２へ矢印１０４で示す正面方向から入射する光に対する、分散物質５の実効的サイズは５ｂのように示される。但し、矢印１０４で示す正面方向とは、異方性散乱シートの法線方向に平行な方向である。このとき、実効的サイズ５ａは実効的サイズ５ｂよりも大きくなる。従って、斜め方向から入射した光に対する散乱特性は、正面方向から入射した光に対する散乱特性よりも狭くなる。
【００４２】
図９は、内部散乱層における散乱異方性を説明する斜視図である。同図により、本発明の異方性散乱シートの散乱性について改めて説明する。同図に示すように、内部散乱層２へ矢印１０４で示す正面方向から光が入射すると、内部散乱層２で光散乱を生じて、矢印１０６で示す散乱光として射出することになる。一方、内部散乱層２へ矢印１０３で示す斜め方向から光が入射すると、内部散乱層２で光散乱を殆ど生じず、矢印１０５で示す単なる平行透過光として射出することになる。
【００４３】
図１０は、本発明の異方性散乱シートの持つ散乱異方性を示すグラフである。同図において、横軸に入射角（ｄｅｇ．）を取っており、縦軸に散乱強度（ａ．ｕ．）を取っている。同図に示すように、正面方向の入射光に対しては散乱性が強く、逆に斜め方向の入射光に対しては散乱性が弱くなっている。これは、斜め方向の入射光は殆ど散乱せずに、ほぼ平行透過光として射出されることを意味する。
【００４４】
図１１は、本発明の一実施形態に係る高指向性バックライト５０の構成の一例を示した図である。
【００４５】
蛍光管５１とレンズシート５２と集光反射面５３とで構成されている。レンズシート５２は、図１２に示すように蛍光管５１の軸と垂直にピッチを刻んだフレネルレンズ部を備えている。集光反射面５３は、図１３に示すように放物面形状を有しており、その焦点位置に蛍光管５１が配置される。水平方向に配置された蛍光管５１の軸方向、即ち横方向の出射光をレンズシート５２で集光する。蛍光管５１の軸方向と垂直方向、即ち縦方向の出射光を集光反射面５３で集光する。それぞれの集光効果により、略平行な高指向性バックライト光源を構成する。
【００４６】
この略平行な高指向性バックライト５０と散乱異方性をもつ散乱シート１０との構成とする事により、特に中間階調でのコントラスト低下を抑制できる。
【００４７】
図１４は表示装置前面部の拡大模式図である。液晶表示パネル１１１の前面側の偏光板（図１４では図示せず、図３，４の符号１１３を参照）上に上述したような異方性散乱シート１０が設けられる。
【００４８】
今、矢印１０４で示す正面方向から液晶表示パネル１１１に入射した、矢印１０７で示す入射光は、液晶表示パネル１１１及び異方性散乱シート１０の透明基材１を経て、同シート１０の内部散乱層２に入射する。内部散乱層２ではこの入射光が散乱し、矢印１０８で示す散乱光として、表面凹凸３に入射する。このような場合、表面凹凸３で形成されるレンズに入射する光は散乱光であるため、表面凹凸のレンズ効果によるシンチレーションの発生を抑えることができる。
【００４９】
一方、矢印１０３で示す斜め方向から液晶表示パネル１１１に入射した、矢印１０９で示す入射光は、同様にして液晶表示パネル１１１及び異方性散乱シート１０の透明基材１を経て、同シート１０の内部散乱層２に入射する。しかし、内部散乱層２ではこの入射光が散乱せずに、矢印１００で示す散乱しない透過光として、表面凹凸３に入射する。
【００５０】
電圧無印加時には基板に対して液晶分子がほぼ垂直に配向される液晶表示パネル１１１は、高コントラスト・高速応答性能という特徴を有しており、例えば動画を再生するＤＶＤ、ビィデオ等の再生装置、あるいはテレビジョン受像機などの表示装置として有用である。
【００５１】
この種の液晶表示パネルは、電圧無印加時の液晶分子が垂直に配向されている状態から、電圧を印加してこの電圧印加で液晶分子がどの程度斜め方向に傾いて配向するかで光の透過率が異なることによって中間調表示が行われる。しかしながら、ある液晶分子に注目した場合、液晶表示パネル１１１に対して正面方向から入射する光と、傾いて斜めから入射される光に対してそれぞれ透過率が異なることとなり、斜め方向から観測される光と正面方向から観測される光とで差を生じさせる。特に、電圧無印加時の垂直状態にある液晶分子に対する視角依存性が大きく、斜め方向から見た時、垂直方向の透過率よりも斜め方向の透過率が大きくなり、所望の階調よりも大きな階調（白っぽく見える）となり、表示品位が劣るとの問題があった。また、これは、中間階調表示の際、斜めに傾いた液晶分子の変位方向とバックライト光の拡散透過光との向きが揃った方向での透過率が上昇することによっても起こり、中間表示時の表示品位を悪化させることとなる。
【００５２】
液晶表示パネル１１１に平行光出射可能なバックライトを設置することができれば上記問題点は発生しない。すなわち、理想的な平行光であれば、液晶分子の変位方向に依存せず、中間階調表示でも視角依存性（見る方向による階調ズレ）のない良好な表示品位を得る事ができる。しかし、理想的に完全な平行光の発生は現在実質困難であり、また可能であるとしてもコストが高くなり実用的でない。
【００５３】
本発明においては、図１１ないし１３で説明したような、略平行な高指向性バックライト５０を配置するものであり、通常のバックライトより少なくできるとしても、液晶表示パネル１１１に対して斜めから入射される光が多分に存在する。本発明はこれに対処して、液晶表示パネル１１１の前面に異方性散乱シート１０を配置するものである。
【００５４】
図１４で説明したように、矢印１０４で示す正面方向から液晶表示パネル１１１に入射した、矢印１０７で示す入射光は、液晶表示パネル１１１及び異方性散乱シート１０の透明基材１を経て、同シート１０の内部散乱層２に入射する。内部散乱層２ではこの入射光が散乱し、矢印１０８で示す散乱光として、表面凹凸３に入射する。一方、矢印１０３で示す斜め方向から液晶表示パネル１１１に入射した、矢印１０９で示す入射光は、同様にして液晶表示パネル１１１及び異方性散乱シート１０の透明基材１を経て、同シート１０の内部散乱層２に入射するが、内部散乱層２ではこの入射光が散乱せずに、矢印１００で示す散乱しない透過光として、表面凹凸３に入射する。
【００５５】
すなわち、異方性散乱シート１０は液晶表示パネル１１１から正面方向に出射される光に対しては散乱性が強く、斜め方向に出射される光に対しては散乱性が弱い特性を有するものであって、正面方向の問題とならない光は等方向に散乱させて広い角度で観測者に観測可能とするとともに、白浮き観測させる原因となる斜め方向から出射される光は散乱させずそのまま通過させることより、観測者に白浮き現象の観測を抑制する。
【００５６】
略平行な高指向性バックライト５０は垂直から２０度程度まで斜めに出射するようなものでも使用可能であることが確かめられた。
【００５７】
なお、実施の形態において、高指向性バックライト５０の蛍光管５１は液晶表示パネル１１１の画面長手方向に一致させて配置されており、蛍光管５１の長さを画面に合せて配置する蛍光管５０の本数を少なくできるなどの利点があるとともに、光の平行度があまりよくない水平方向においても白浮き現象を抑制できる。特に、バックライトに蛍光管、反射板を用いたテレビジョン受像機において、実施の形態で説明した、蛍光管５１と反射板５３を備えた高指向性バックライト５０のような比較的簡単なバックライト構成のまま、光の平行度があまりよくない水平方向においても白浮き現象を抑制して、良好な表示品位を得ることができる。
【００５８】
ところで、分散物質における回転楕円体の形状による効果の違いを評価するため、実験を行った。その結果、回転楕円体の長軸と短軸の比が２以上のもので効果が得られることが分かった。また、長軸と短軸の比が大きくなるほど効果は高くなるが、比が２０を超えると効果が飽和し始めることも分かった。
【００５９】
なお、本実施形態では、分散物質に散乱異方性を持たせるために、これを回転楕円体に変形させる例を開示しているが、このような例に限定されるものではない。即ち、分散物質が散乱異方性を有するのであれば、例えば直方体や円柱等、どのような形状であっても良い。また、図１５は、他の実施形態に係る内部散乱シートの層構成を示す断面図である。同図に示すように、本実施形態の内部散乱シート９は、透明基材１上に内部散乱層２を積層し、さらにその上に透明基材１を積層して成る。内部散乱層２は、透明マトリックス４中にそれとは屈折率の異なる異方的形状を有する分散物質５を、秩序良く互いに平行移動した位置関係で均質に分散させた構造となっている。このような散乱シートの使用も可能である。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、液晶表示パネルを斜めに通過して白浮き現象を引き起こす光に対して、高指向性バックライトと異方性散乱シートを用いることにより、バックライトとして安価なものを使用して垂直配向の液晶表示パネルの白浮きを防止でき、表示品位を向上した液晶表示装置及びテレビジョン受像機が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の概略断面構成図である。
【図２】本発明の液晶表示装置に設けられた画素の構成例を示す回路図である。
【図３】本発明の液晶表示装置に設けられた液晶セルを示すものであり、電圧無印加状態示す模式図である。
【図４】本発明の液晶表示装置に設けられた液晶セルを示すものであり、電圧印加状態示す模式図である。
【図５】本発明の液晶表示装置に設けられた液晶セルの構成例を示す平面図である。
【図６】本発明の異方性散乱シートを示す断面図である。
【図７】本発明の防眩層の構成を示す断面図である。
【図８】本発明の内部散乱層における散乱異方性の発現を説明する断面図である。
【図９】本発明の内部散乱層における散乱異方性を説明する斜視図である。
【図１０】本発明の異方性散乱シートの持つ散乱異方性を示すグラフである。
【図１１】本発明の一実施形態に係る高指向性バックライトの構成の一例を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る高指向性バックライトの構成の一例を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る高指向性バックライトの構成の一例を示す図である。
【図１４】本発明の液晶表示装置の概略断面図である。
【図１５】本発明の他の実施形態に係る内部散乱シートの層構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０異方性散乱シート
５０高指向性バックライト
１１１液晶

Claims

液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの後面側に配置され、前記液晶表示パネルの後面から液晶表示パネルの正面方向に対して、略平行な光線を入射させる高指向性バックライト手段と、前記液晶表示パネルの前面側に配置され、前記液晶表示パネルから正面方向に出射される光に対しては散乱性が強く、斜め方向に出射される光に対しては散乱性が弱い散乱異方性光学手段とを備えてなり、前記液晶表示パネルは、対向する基板間に負の誘電率異方性の液晶層が挟持され、電圧無印加時は前記基板に対してほぼ垂直に配向されるパネルであることを特徴とする液晶表示装置。
高指向性バックライト手段は複数の蛍光管及び反射板からなり、前記蛍光管及び反射板は前記液晶表示パネルに対して水平に配置されてなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの後面側に配置され、前記液晶表示パネルの後面から液晶表示パネルに対して略平行な光線を入射させる高指向性バックライト手段と、前記液晶表示パネルの前面側に配置され、前記液晶表示パネルから正面方向に出射される光に対しては散乱性が強く、斜め方向に出射される光に対しては散乱性が弱い散乱異方性光学手段とを備えてなり、前記液晶表示パネルは、対向する基板間に負の誘電率異方性の液晶層が挟持され、電圧無印加時は前記基板に対してほぼ垂直に配向されるパネルであり、高指向性バックライト手段は複数の蛍光管及び反射板からなり、前記蛍光管及び反射板は前記液晶表示パネルに対して水平に配置されてなることを特徴とするテレビジョン受像機。