JP2006119291A - Liquid crystal display - Google Patents
Liquid crystal display Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006119291A JP2006119291A JP2004306033A JP2004306033A JP2006119291A JP 2006119291 A JP2006119291 A JP 2006119291A JP 2004306033 A JP2004306033 A JP 2004306033A JP 2004306033 A JP2004306033 A JP 2004306033A JP 2006119291 A JP2006119291 A JP 2006119291A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- polarized light
- crystal display
- optical sheet
- crystal element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims abstract description 304
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 113
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 102
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 56
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 12
- 239000004988 Nematic liquid crystal Substances 0.000 claims description 6
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 66
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 23
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 11
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 9
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
この発明は、液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device.
近年、液晶表示装置はノートパソコン、モニター、カーナビゲーション、関数電卓、中小型TV、大型TV、携帯電話、電子手帳など様々な製品に応用されている。これらの製品の中でも、電子手帳、パーソナル・デジタル・アシスタント(PDA)、携帯電話、タブレットパソコン(PC)、およびノートPC等は、表示装置に用いられる液晶表示装置が軽薄短小のため、携帯して利用される機会が多い。また、ATM(automated teller machine)用途、および券売機用途の製品の液晶表示装置は公共の場で利用される機会が多い。 In recent years, liquid crystal display devices have been applied to various products such as notebook computers, monitors, car navigation systems, scientific calculators, small and medium-sized TVs, large TVs, mobile phones, and electronic notebooks. Among these products, electronic notebooks, personal digital assistants (PDAs), mobile phones, tablet PCs (PCs), notebook PCs, etc., are liquid crystal display devices that are used in display devices. There are many opportunities to be used. In addition, liquid crystal display devices for ATM (automated teller machine) use and ticket vending machine use are frequently used in public places.
上記した製品において、使用状況によっては他人に表示内容を識別されては困る場合がある。例えば、携帯電話、PDA、またはタブレットPCにプライベートな内容を公共の場において表示している場合である。こうした場合、上記製品の液晶表示装置の視野角特性は狭いほうが望ましい。しかしながら、複数の人で表示画像を観察する機会もあることから液晶表示装置が視野角を制御できる機能を有していることが望まれている。これに限らず、携帯機器および公共情報端末機器も視野角を制御する機能を有していることが望まれている。 In the above products, it may be difficult for others to identify the display contents depending on the usage situation. For example, it is a case where private contents are displayed on a mobile phone, PDA, or tablet PC in a public place. In such a case, it is desirable that the viewing angle characteristic of the liquid crystal display device of the above product is narrow. However, since there are also opportunities for a plurality of people to observe the display image, it is desired that the liquid crystal display device has a function of controlling the viewing angle. Not limited to this, it is desired that portable devices and public information terminal devices also have a function of controlling the viewing angle.
近年、液晶表示装置やブラウン管(CRT)の視野角を制御する手段として、着脱可能なルーバーシート(例えば、3M製のライトコントロールフィルム)が利用されている(例えば、特許文献1参照)。また、偏光板を用いる液晶表示装置においては、観察者側の偏光板を設けない構成とし、偏光メガネをかけたときのみ表示が識別できるシステムも応用されている。
従来のルーバーシートは視野角を十分狭くさせるためにシート法線方向に数ミリ程度の膜厚を有した遮光層を設けている。このため、ルーバーシートを用いた方法では、光の透過率が低く、液晶表示装置の輝度が低下する問題を有している。ルーバーシートの製造工程も複雑で製造コストも高い。ルーバーシートを着脱する際に手間がかかる問題も有している。また、偏光メガネを用いた方法では、不特定の人に表示画像を見せることができない問題が生じる。 A conventional louver sheet is provided with a light shielding layer having a film thickness of about several millimeters in the normal direction of the sheet in order to sufficiently narrow the viewing angle. For this reason, the method using the louver sheet has a problem that the light transmittance is low and the luminance of the liquid crystal display device is lowered. The louver sheet manufacturing process is complicated and the manufacturing cost is high. There is also a problem that it takes time to attach and detach the louver sheet. In addition, the method using polarized glasses has a problem that a display image cannot be shown to an unspecified person.
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、輝度の低下を抑制し、かつ、視野角を任意に制御できる液晶表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of suppressing a decrease in luminance and arbitrarily controlling a viewing angle.
上記課題を解決するため、本発明の態様に係る液晶表示装置は、アレイ基板と、前記アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板と、前記アレイ基板および対向基板間に狭持された液晶層と、を含む液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルのアレイ基板と対向して設けられたバックライトユニットと、前記アレイ基板およびバックライトユニット間に設けられ、前記アレイ基板側に位置した光学シートおよび前記バックライトユニット側に位置した液晶素子を含む電界制御型パネルと、を備え、前記電界制御型パネルの面方向であり、かつ、互いに直交する方向を第1方向および第2方向とした場合、前記液晶素子は、この液晶素子に入射される第1方向の偏光を、第1方向の偏光または第2方向の偏光として出射させ、前記光学シートは、前記液晶素子からこの光学シートに入射される第1方向の偏光を、偏光方向を維持し、かつ、散乱して出射させるとともに、前記液晶素子からこの光学シートに入射される第2方向の偏光を、偏光方向を維持し、かつ、この光学シートの法線方向に集光して出射させる。 In order to solve the above-described problem, a liquid crystal display device according to an aspect of the present invention is sandwiched between an array substrate, a counter substrate disposed opposite to the array substrate with a gap therebetween, and the array substrate and the counter substrate. A liquid crystal display panel including a liquid crystal layer, a backlight unit provided opposite to the array substrate of the liquid crystal display panel, and an optical device provided between the array substrate and the backlight unit and positioned on the array substrate side An electric field control type panel including a sheet and a liquid crystal element positioned on the backlight unit side, and the first direction and the second direction are plane directions of the electric field control type panel and orthogonal to each other In this case, the liquid crystal element emits polarized light in the first direction incident on the liquid crystal element as polarized light in the first direction or polarized light in the second direction, and the optical sheet. The polarized light in the first direction incident on the optical sheet from the liquid crystal element maintains the polarization direction and scatters and emits the polarized light in the second direction incident on the optical sheet from the liquid crystal element. The polarized light is condensed and emitted in the normal direction of the optical sheet while maintaining the polarization direction.
また、本発明の他の態様に係る液晶表示装置は、アレイ基板と、前記アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板と、前記アレイ基板および対向基板間に狭持された液晶層と、を含む液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルのアレイ基板と対向して設けられたバックライトユニットと、前記アレイ基板およびバックライトユニット間に設けられ、光学シートおよび前記光学シートの両側に位置した一対の液晶素子を含む電界制御型パネルと、を備え、前記電界制御型パネルの面方向であり、かつ、互いに直交する方向を第1方向および第2方向とした場合、前記バックライトユニット側に位置した液晶素子は、この液晶素子に入射される第1方向の偏光を、第1方向の偏光または第2方向の偏光として出射させ、前記光学シートは、前記バックライトユニット側に位置した液晶素子からこの光学シートに入射される第1方向の偏光を、偏光方向を維持し、かつ、散乱して出射させるとともに、前記バックライトユニット側に位置した液晶素子からこの光学シートに入射される第2方向の偏光を、偏光方向を維持し、かつ、この光学シートの法線方向に集光して出射させ、前記アレイ基板側に位置した液晶素子は、前記光学シートからこの液晶素子に入射される第1方向の偏光を、偏光方向を維持し、かつ、散乱して出射させるとともに、前記光学シートからこの液晶素子に入射される集光した偏光を、その偏光方向を第1方向に反転させ、かつ、前記法線方向に集光して出射させる。 A liquid crystal display device according to another aspect of the present invention includes an array substrate, a counter substrate disposed to face the array substrate with a gap therebetween, and a liquid crystal layer sandwiched between the array substrate and the counter substrate. A liquid crystal display panel including: a backlight unit provided opposite to the array substrate of the liquid crystal display panel; and an optical sheet provided between the array substrate and the backlight unit and positioned on both sides of the optical sheet. An electric field control type panel including a pair of liquid crystal elements, and when the first direction and the second direction are plane directions of the electric field control type panel and orthogonal to each other, the backlight unit side The positioned liquid crystal element emits polarized light in the first direction incident on the liquid crystal element as polarized light in the first direction or polarized light in the second direction. From the liquid crystal element located on the backlight unit side, the polarized light in the first direction incident on the optical sheet from the liquid crystal element located on the backlight unit side is scattered and emitted while maintaining the polarization direction. The polarized light in the second direction that is incident on the optical sheet maintains the polarization direction and is condensed and emitted in the normal direction of the optical sheet. The polarized light in the first direction incident on the liquid crystal element from the sheet maintains the polarization direction and scatters and emits the polarized light that is incident on the liquid crystal element from the optical sheet. The direction is reversed to the first direction, and the light is condensed and emitted in the normal direction.
この発明によれば、輝度の低下を抑制し、かつ、視野角を任意に制御できる液晶表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display device that can suppress a decrease in luminance and can arbitrarily control a viewing angle.
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。
図1ないし図3に示すように、液晶表示装置の大きさは、対角15インチであり、その縦横比は4:3である。液晶表示装置は、透過型であり、MVA型(マルチドメインバーティカルアラインモード)の液晶表示パネル1と、この液晶表示パネルに間隔を置いて対向配置されたバックライトユニット2と、液晶表示パネルおよびバックライトユニットの間に配置された電界制御型パネル3と、第1偏光板4と、第2偏光板5と、を有している。
Hereinafter, a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 3, the size of the liquid crystal display device is 15 inches diagonal, and its aspect ratio is 4: 3. The liquid crystal display device is a transmissive type, an MVA type (multi-domain vertical alignment mode) liquid
液晶表示パネル1は、アレイ基板10、対向基板20、および液晶層30を備えている。アレイ基板10は、ガラス基板11と、このガラス基板上に形成された複数の画素電極12と、各画素電極を含みガラス基板上に成膜された配向膜13と、を有している。また、アレイ基板10は、ガラス基板11上に形成された図示しない各種配線やスイッチング素子としての薄膜トランジスタ(TFT)等を有している。対向基板20は、ガラス基板21と、このガラス基板上に形成された共通電極22と、共通電極上に形成された配向膜23と、を有している。画素電極12および共通電極22は、ITO(インジウム・ティン・オキサイド)等の透明な導電材料により形成されている。配向膜13および配向膜23には配向処理(ラビング)が施されている。
The liquid
アレイ基板10および対向基板20は、複数のスペーサ31により所定の隙間を保持して対向配置されている。アレイ基板10および対向基板20は、両基板の周縁部に配置されたシール材32により互いに接合されている。液晶層30は、アレイ基板10、対向基板20、およびシール材32の間に狭持されている。
The
バックライトユニット2は、アレイ基板10の外面側に設けられている。バックライトユニット2は、拡散板を含む導光体41、この導光体の一側縁に対向配置された光源42、および反射板43を有している。光源42から直接或は反射板43により反射されて導光体41に入射した光は、導光体41内を伝わり、導光体の表面から拡散光、つまりバックライト光として出射される。
The
電界制御型パネル3は、光学シート50と、この光学シートに所定の隙間を置いて対向配置されたガラス等からなる透明基板60と、光学シートおよび透明基板間に狭持された液晶素子80と、を有している。
The electric
光学シート50は、異方性媒体層51、およびこの異方性媒体層に密着した透明な等方性媒体層52を有している。異方性媒体層51はバックライトユニット2と対向し、等方性媒体層52はアレイ基板10と対向している。液晶素子80は、異方性媒体層51上に形成された第1透明電極81および配向膜82と、透明基板60上に形成された第2透明電極83および配向膜84と、配向膜82および配向膜84間に設けられたスペーサ85と、液晶層86と、を有している。
The
配向膜82および配向膜84間の隙間はスペーサ85により保持されている。液晶層86は配向膜82および配向膜84間に狭持されている。異方性媒体層51および透明基板60は、配向膜82および配向膜84の周縁部に配置された図示しないシール材により互いに接合されている。
A gap between the
液晶層86の層厚は、4.8μmである。液晶層86を構成する液晶材料には、以下に示す特性が得られるよう所定のカイラル材が添加されている。液晶材料のリタデーション(Δn)は、550nmの波長に対して0.091である。液晶分子の捩れ角は90°、捩れピッチは60μmである。液晶分子の捩れは左回りである。上記したことから、液晶素子80はツイステッドネマティック(TN)型の液晶素子である。
The layer thickness of the
液晶表示パネル1および電界制御型パネル3は、ガラス基板11および等方性媒体層52が対向するよう配置されている。透明基板60の外面には第1偏光板4が配置され、ガラス基板21の外面には第2偏光板5が配置されている。第1偏光板4の外面側にはバックライトユニット2が設けられている。
上記した液晶表示パネル1の面方向、電界制御型パネル3の面方向、第1偏光板4の面方向、および第2偏光板5の面方向は平行である。
The liquid
The surface direction of the liquid
次に、上記光学シート50の一層詳しい構成を説明する。以下、光学シート50の面方向であり、かつ、互いに直交する方向を第1方向(X軸方向)a1および第2方向(Y軸方向)a2、光学シート50の法線方向を第3方向(Z軸方向)a3として説明する。
Next, a more detailed configuration of the
図3ないし図5に示すように、異方性媒体層51は、光学的に正の一軸性の屈折率異方性媒体として、例えば、ネマティック液晶をポリマ化したネマティック液晶ポリマで形成されている。また、異方性媒体層51には、第1方向a1に複数並んで形成されているとともに、それぞれ第2方向a2に延びた複数の円弧状の凸部53が第1表面S1に形成されている。異方性媒体層51の光軸は第2方向a2と平行である。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
等方性媒体層52は、光学的に等方性の媒体として、例えば透明な高分子材料で形成されている。また、等方性媒体層52には、第1方向a1に複数並んで形成されているとともに、それぞれ第2方向a2に延びた複数の円弧状の凹部54が第2表面S2に形成されている。ここで、上記円弧状とは、半円の他、曲率半径がほぼ等しい円弧も含んでいる。異方性媒体層51および等方性媒体層52は、各凸部53と各凹部54とが密着した状態で積層されている。異方性媒体層51は、第1表面S1の反対側に位置した滑らかな第3表面S3を有している。等方性媒体層52は、第2表面S2の反対側に位置した滑らかな第4表面S4を有している。
The
異方性媒体層51の各凸部53はそれぞれ中心線lを有している。この中心線lは、各凸部53の中心cの複数個所を通る線である。中心線lは第2方向a2と略平行に延びている。この実施の形態において、複数の凸部53の中心cのピッチは50μmである。
Each
異方性媒体層51の第1方向a1の屈折率nx(1)は異常光屈折率neであり、第2方向a2の屈折率ny(1)は常光屈折率noである。この実施の形態において、等方性媒体層52の屈折率をn(2)とした場合、
n(2)=nx(1)
の関係式が成立つ。
The refractive index nx (1) in the first direction a1 of the
n (2) = nx (1)
The following relational expression is established.
次に、上記液晶表示装置の製造方法について説明する。
まず、上記した光学シート50を用意する。この実施の形態において、光学シート50は対角15インチ、縦横比4:3である。次いで、光学シート50の異方性媒体層51上全面に透明な導電材料として、例えばITOにより第1透明電極81を形成する。その後、第1透明電極81上に配向膜材料を塗布および焼成して配向膜82を成膜する。そして、配向膜82にラビングを施す。
Next, a method for manufacturing the liquid crystal display device will be described.
First, the
一方、ガラス基板等の透明基板60を用意する。用意した透明基板60上全面に透明な導電材料として、例えばITOにより第2透明電極83を形成する。続いて、第2透明電極83上に複数のスペーサ85を形成する。その後、第2透明電極83上に配向膜材料を塗布および焼成して配向膜84を成膜する。そして、配向膜84にラビングを施す。
On the other hand, a
次いで、配向膜84の周縁部にシール材を塗布し、配向膜82および配向膜84の周縁部同士を貼り合せる。これにより、透明基板60および光学シート50は接合される。ここで、配向膜82には、第1方向a1にラビングが施されている。配向膜84には、第2方向a2ラビングが施されている。
Next, a sealing material is applied to the peripheral portion of the
その後、真空注入法を用い、配向膜82および配向膜84間に、シール材の一部に形成された液晶注入口から液晶を注入する。液晶が注入された後、上記液晶注入口を図示しない封止材で封止する。これにより、TN型の液晶素子80が完成する。完成した液晶素子80において、第1透明電極81および第2透明電極83間に電圧が印加されていない状態では配向膜82と対向した液晶分子の長軸の方向は第1方向a1と平行である。
Thereafter, using a vacuum injection method, liquid crystal is injected between the
次いで、透明基板60の外面に第1偏光板4を、例えば糊を用いて貼り合わせる。第1偏光板4の透過軸の方向は第1方向a1である。続いて、第1偏光板4の外面側にバックライトユニット2を配置し、等方性媒体層52の外面側に液晶表示パネル1を配置する。ここで、液晶表示パネル1は、画素電極12および共通電極22間に電圧を印加した状態で、液晶層30の液晶分子が第2方向a2と45°、135°、225°、315°の角度をなす方向にチルトするように設計されている。その後、液晶表示パネル1のガラス基板21の外面に第2偏光板5を、例えば糊を用いて貼り合わせる。第2偏光板5の透過軸の方向は第1方向a1である。
Next, the first
次に、電界制御型パネル3および第1偏光板4により、液晶表示装置の視野角(バックライト光の散乱角)を制御する原理について説明する。
まず、液晶素子80の第1透明電極81および第2透明電極83間に電圧が印加されていない(液晶層86に電界が印加されていない)状態での制御原理について説明する。
Next, the principle of controlling the viewing angle (backlight light scattering angle) of the liquid crystal display device using the electric
First, the control principle in a state where no voltage is applied between the first
図6に示すように、第1偏光板4は、バックライトユニット2より入射される拡散した光を、第1方向a1の偏光として液晶素子80に出射させる。液晶素子80はこの液晶素子に入射される第1方向a1の偏光を、その偏光方向を第2方向a2に90°反転させ、第2方向の偏光として光学シート50に出射させる。光学シート50は、液晶素子80からこの光学シートに入射される第2方向a2の偏光を、偏光方向を維持し、かつ、この光学シートの法線方向である第3方向a3に集光して出射させる。すなわち、光学シートに入射される第2方向a2の偏光は、異方性媒体層51および等方性媒体層52間の境界面で屈折し、第3方向a3に出射する。
As shown in FIG. 6, the first
上記したことから、第1透明電極81および第2透明電極83間に電圧が印加されていない状態では、電界制御型パネル3は、偏光方向が第2方向a2であり、かつ、第3方向a3に集光された偏光を液晶表示パネル1に出射させることになる。
From the above, in a state where no voltage is applied between the first
次に、液晶素子80の第1透明電極81および第2透明電極83間に電圧が印加された(液晶層86に電界が印加された)状態での制御原理について説明する。
Next, the control principle in a state where a voltage is applied between the first
図7に示すように、第1偏光板4は、バックライトユニット2より入射される拡散した光を、第1方向a1の偏光として液晶素子80に出射させる。液晶素子80はこの液晶素子に入射される第1方向a1の偏光を、偏光方向を維持し、第1方向a1の偏光として光学シート50に出射させる。光学シート50は、液晶素子80からこの光学シートに入射される第1方向a1の偏光を、偏光方向を維持し、かつ、散乱して出射させる。すなわち、光学シートに入射される第1方向a1の偏光は、異方性媒体層51および等方性媒体層52間の境界面を直進して出射する。
As shown in FIG. 7, the first
上記したことから、第1透明電極81および第2透明電極83間に電圧が印加された状態では、電界制御型パネル3は、偏光方向が第1方向a1であり、かつ、散乱した偏光を液晶表示パネル1に出射させることになる。
As described above, in a state where a voltage is applied between the first
上記視野角を制御する原理の説明から、光学シート50は、この光学シートに入射される偏光の偏光方向に依存して集光性が異なることが判る。このため、液晶素子80の第1透明電極81および第2透明電極83間に電圧が印加されていない状態では、液晶表示パネル1の表示モードは、画素電極12および共通電極22間に電圧が印加されていない状態にて黒色表示となるノーマリーブラックモードとなる。また、液晶素子80の第1透明電極81および第2透明電極83間に電圧が印加された状態では、液晶表示パネル1の表示モードは、画素電極12および共通電極22間に電圧が印加されていない状態にて白色表示となるノーマリーホワイトモードとなる。
From the explanation of the principle of controlling the viewing angle, it can be seen that the
上記したことから、液晶素子80の第1透明電極81および第2透明電極83間に印加される電圧の有無により、液晶表示パネル1の表示モードが反転することが判る。従って、上記液晶表示装置を用いて画像を表示する場合、液晶素子80の第1透明電極81および第2透明電極83間に印加される電圧の有無により、液晶表示パネル1の画素電極12および共通電極22間に印加する電圧(駆動電圧)を反転させて表示する。
From the above, it can be seen that the display mode of the liquid
ここで、本願発明者は、上記液晶素子80の第1透明電極81および第2透明電極83間に電圧を印加した状態および印加していない状態の2通りにおいて、液晶表示装置を用いて画像を表示し、輝度視角、コントラスト視角、正面輝度、および正面コントラスト特性の各種表示特性を調査した。
Here, the inventor of the present application uses the liquid crystal display device to display an image in two states, a state where a voltage is applied between the first
その際、液晶表示パネル1は、TFTを介して駆動電圧4Vにて駆動し、液晶素子80は駆動電圧5V(第1透明電極81および第2透明電極83間に印加される電圧)にて駆動した。また、バックライトユニット2を稼動させ、点灯した状態とし、液晶表示装置を照度0lx(ルクス)の環境下に配置した。
At that time, the liquid
まず、液晶素子80(第1透明電極81および第2透明電極83間)に電圧が印加された状態における各種特性について説明する。
30cd/m2以上の輝度を有した視野角は、左右方向で±60°と広く、コントラスト比10:1以上の視野角は上下左右方向で±80°と十分に広い。また、正面輝度は200cd/m2と十分高く、電界制御型パネル3を設けない構造の液晶表示装置と同等の輝度および輝度視角を得ていることか判る。また、正面コントラストは200:1と十分に高い。
First, various characteristics in a state where a voltage is applied to the liquid crystal element 80 (between the first
A viewing angle having a luminance of 30 cd / m 2 or more is as wide as ± 60 ° in the left-right direction, and a viewing angle with a contrast ratio of 10: 1 or more is sufficiently wide as ± 80 ° in the up-down and left-right directions. Further, the front luminance is sufficiently high as 200 cd / m 2, and it can be seen that the luminance and luminance viewing angle equivalent to those of the liquid crystal display device without the electric
次に、液晶素子80(第1透明電極81および第2透明電極83間)に電圧が印加されていない状態における各種特性について説明する。
30cd/m2以上の輝度を有した視野角は、左右方向で±10°と十分に狭い。また、正面輝度は400cd/m2であり、正面コントラストは600:1である。これら正面輝度および正面コントラストは、電界制御型パネル3を設けない構造や、液晶素子80に電圧が印加された状態よりも、高い値が得られる。
Next, various characteristics in a state where no voltage is applied to the liquid crystal element 80 (between the first
The viewing angle having a luminance of 30 cd / m 2 or more is sufficiently narrow as ± 10 ° in the left-right direction. The front luminance is 400 cd / m 2 and the front contrast is 600: 1. These front luminance and front contrast are higher than those in a structure in which the electric
上記のように構成された液晶表示装置によれば、液晶表示装置は、液晶表示パネル1およびバックライトユニット2間に電界制御型パネル3を設けている。電界制御型パネル3は、光学シート50および液晶素子80を有している。
According to the liquid crystal display device configured as described above, the liquid crystal display device is provided with the electric
光学シート50は、光学的に一軸性の媒体で形成され、かつ、第1方向a1に複数並んで形成されているとともに、それぞれ第2方向a2に延びた複数の円弧状の凸部53が第1表面S1に形成された異方性媒体層51と、光学的に等方性の媒体で形成され、かつ、第1方向に複数並んで形成されているとともに、それぞれ第2方向に延びた複数の円弧状の凹部54が第2表面S2に形成された等方性媒体層52と、を有している。等方性媒体層52の屈折率n(2)は、異方性媒体層51の第1方向a1の屈折率nx(1)と等しい。
The
液晶素子80は、異方性媒体層51上に形成された第1透明電極81および配向膜82と、透明基板60上に形成された第2透明電極83および配向膜84と、液晶層86と、を有したTN型である。
The
第1透明電極81および第2透明電極83間に電圧が印加された状態および印加されていない状態の2つの状態を切替えることにより、液晶素子80は、この液晶素子に入射される第1方向a1の偏光を、第1方向の偏光または第2方向a2の偏光として出射させている。光学シート50は、液晶素子80からこの光学シートに入射される第1方向a1の偏光を、偏光方向を維持し、かつ、散乱して出射させるとともに、液晶素子80からこの光学シートに入射される第2方向a2の偏光を、偏光方向を維持し、かつ、第3方向a3に集光して出射させている。
By switching between two states, a state in which a voltage is applied between the first
液晶表示装置の視野角を狭くして画像を表示する際は、液晶素子80の第1透明電極81および第2透明電極83間に電圧が印加されていない状態にて表示し、液晶表示装置の視野角を広くして画像を表示する際は、液晶素子80の第1透明電極81および第2透明電極83間に電圧が印加された状態にて表示すれば良い。液晶表示装置の視野角を制御する際、図示しないスイッチやボリューム1つで容易に視野角を制御することができる。
When displaying an image by narrowing the viewing angle of the liquid crystal display device, display is performed in a state where no voltage is applied between the first
このため、モバイルPC、携帯電話、PDA,電子手帳、およびタブレットPC等、公共の場で使用する場合であっても、他人に表示内容を識別されては困る場合には視野角を狭く、また複数の観察者で表示画像を観察する場合には視野角を広くすることができる。これにより、他人に表示内容を覗かれる心配を排除することができる。また、複数の観察者が表示画面を同時に、かつ、良好に視認できるようにもできる。 For this reason, even when used in public places such as mobile PCs, mobile phones, PDAs, electronic notebooks, and tablet PCs, the viewing angle is narrowed if it is difficult for others to identify the display contents. When viewing a display image with a plurality of observers, the viewing angle can be widened. As a result, it is possible to eliminate the worry of others looking into the display contents. It is also possible for a plurality of observers to view the display screen simultaneously and satisfactorily.
異方性媒体層51の各凸部53を通る中心線lは第2方向a2と略平行に延びている。複数の凸部53の中心cのピッチは50μmである。このため、光学シート50での光(バックライト光や外光)の回折はほぼ発生せず、また、異方性媒体層51の凸部53(等方性媒体層52の凹部54)のパタンも肉眼では認識できない。液晶表示装置に光学シート50を設けた場合でも表示品位に悪影響を及ぼすことはない。上記した効果は、複数の凸部53の中心cのピッチが10μmないし70μmであれば有効である。
A center line l passing through each
また、電界制御型パネル3は、液晶表示パネル1およびバックライトユニット2の間、すなわち、液晶表示パネル1の表示画面の裏側に設けられている。このため、電界制御型パネル3の光学シート50のパタンも視認しづらいし、外光が入射しても干渉等の問題も生じない。
The electric
第1偏光板4は、電界制御型パネル3およびバックライトユニット2の間に設けられ、その透過軸の方向は、第1方向a1と平行である。このため、第1偏光板4はこの第1偏光板に入射されるバックライト光を、第1方向a1の偏光として電界制御型パネル3に出射させることができる。
The first
異方性媒体層51はネマティック液晶をポリマ化した材料で形成されているが、ネマティック液晶で形成されても良い。液晶素子80はTN型であるが、複屈折制御(Electrically Controlled Birefringence、以下、ECBと称する)型であっても良い。バックライトユニット2は、拡散板を含む導光体41を有しているため、散乱した光を出射させることができる。
The
また、本実施の形態に係る液晶表示装置にはルーバーシートが設けられていない。このため、ルーバーシート自体の光吸収によるバックライト光の透過率の低下、すなわち、輝度低下を防止することができる。液晶表示装置全体の厚みの増大を抑制でき、かつ、製造コストにおける低コスト化を実現することができる。
上記したことから、輝度の低下を抑制し、かつ、視野角を任意に制御できる液晶表示装置が得られる。
The liquid crystal display device according to the present embodiment is not provided with a louver sheet. For this reason, the fall of the transmittance | permeability of the backlight light by the light absorption of the louver sheet itself, ie, the brightness | luminance fall, can be prevented. An increase in the thickness of the entire liquid crystal display device can be suppressed, and the manufacturing cost can be reduced.
From the above, it is possible to obtain a liquid crystal display device that can suppress a decrease in luminance and can arbitrarily control the viewing angle.
次に、他の実施の形態に係る液晶表示装置について説明する。この実施の形態において、液晶表示装置を構成する液晶表示パネル1およびバックライトユニット2は上述した液晶表示パネルおよびバックライトユニットと同様に構成されている。なお、この実施の形態において、他の構成は上述した実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
Next, a liquid crystal display device according to another embodiment will be described. In this embodiment, the liquid
図8および図9に示すように、液晶表示装置の大きさは、対角15インチであり、その縦横比は4:3である。液晶表示装置は、液晶表示パネル1と、この液晶表示パネルに間隔を置いて対向配置されたバックライトユニット2と、液晶表示パネルおよびバックライトユニットの間に配置された電界制御型パネル3と、第1偏光板4と、第2偏光板5と、第3偏光板6と、を有している。
As shown in FIGS. 8 and 9, the size of the liquid crystal display device is 15 inches diagonal, and its aspect ratio is 4: 3. The liquid crystal display device includes a liquid
電界制御型パネル3は、光学シート50と、この光学シートの両側にそれぞれ所定の隙間を置いて対向配置されたガラス等からなる透明基板60および他の透明基板70と、光学シートおよび透明基板間、並びに光学シートおよび他の透明基板間にそれぞれ狭持された液晶素子80と、を有している。すなわち、電界制御型パネル3は、光学シート50の両側に位置した一対の液晶素子80を有している。
The electric
光学シート50は、異方性媒体層51、およびこの異方性媒体層に密着した等方性媒体層52を有している。異方性媒体層51はバックライトユニット2と対向し、等方性媒体層52はアレイ基板10と対向している。一対の液晶素子80は、光学シート50上に形成された第1透明電極81および配向膜82と、透明基板60または他の透明基板70上に形成された第2透明電極83および配向膜84と、配向膜82および配向膜84間に設けられたスペーサ85と、液晶層86と、をそれぞれ有している。
The
各液晶素子80において、配向膜82および配向膜84間の隙間はスペーサ85により保持されている。液晶層86は配向膜82および配向膜84間に狭持されている。異方性媒体層51および透明基板60、並びに等方性媒体層52および他の透明基板70は、配向膜82および配向膜84の周縁部に配置された図示しないシール材によりそれぞれ互いに接合されている。
In each
各液晶層86の層厚は、4.8μmである。
バックライトユニット2側に位置した液晶層86を構成する液晶材料には、以下に示す特性が得られるよう所定のカイラル材が添加されている。液晶材料のΔnは、550nmの波長に対して0.091である。液晶分子の捩れ角は90°、捩れピッチは60μmである。液晶分子の捩れは左回りである。上記したことから、バックライトユニット2側に位置した液晶素子80はTN型の液晶素子である。
The thickness of each
A predetermined chiral material is added to the liquid crystal material constituting the
アレイ基板10側に位置した液晶層86を構成する液晶材料には、以下に示す特性が得られるよう所定のカイラル材が添加されている。液晶材料のΔnは、550nmの波長に対して0.091である。液晶分子の捩れ角は90°、捩れピッチは60μmである。液晶分子の捩れは右回りである。上記したことから、アレイ基板10側に位置した液晶素子80はTN型の液晶素子である。
A predetermined chiral material is added to the liquid crystal material constituting the
液晶表示パネル1および電界制御型パネル3は、ガラス基板11および他の透明基板70が対向するよう配置されている。透明基板60の外面には第1偏光板4が配置され、上記ガラス基板21の外面には第2偏光板5が配置され、ガラス基板11の外面には第3偏光板6が配置されている。第1偏光板4の外面側にはバックライトユニット2が設けられている。
上記した液晶表示パネル1の面方向、電界制御型パネル3の面方向、第1偏光板4の面方向、第2偏光板5の面方向、および第3偏光板6の面方向は平行である。
The liquid
The surface direction of the liquid
次に、上記液晶表示装置の製造方法について説明する。
まず、上記した光学シート50を用意する。この実施の形態において、光学シート50は対角15インチ、縦横比4:3である。次いで、光学シート50の異方性媒体層51上全面、および等方性媒体層52上全面に透明な導電材料として、例えばITOにより第1透明電極81をそれぞれ形成する。その後、各第1透明電極81上に配向膜材料を塗布および焼成して配向膜82をそれぞれ成膜する。そして、各配向膜82にラビングを施す。
Next, a method for manufacturing the liquid crystal display device will be described.
First, the
一方、ガラス基板等の透明基板60および他の透明基板70を用意する。用意した透明基板60上全面および他の透明基板70上全面に透明な導電材料として、例えばITOにより第2透明電極83をそれぞれ形成する。続いて、各第2透明電極83上に複数のスペーサ85を形成する。その後、各第2透明電極83上に配向膜材料を塗布および焼成して配向膜84を成膜する。そして、各配向膜84にラビングを施す。
On the other hand, a
次いで、各配向膜84の周縁部にシール材を塗布し、配向膜82および配向膜84の周縁部同士をそれぞれ貼り合せる。これにより、透明基板60および光学シート50、並びに他の透明基板70および光学シートはそれぞれ接合される。ここで、各配向膜82には、第1方向a1にラビングが施されている。各配向膜84には、第2方向a2ラビングが施されている。
Next, a sealing material is applied to the peripheral portion of each
その後、真空注入法を用い、各配向膜82および配向膜84間に、シール材の一部に形成された液晶注入口から液晶を注入する。液晶が注入された後、上記液晶注入口を図示しない封止材で封止する。これにより、一対のTN型の液晶素子80が完成する。完成した一対の液晶素子80において、第1透明電極81および第2透明電極83間に電圧が印加されていない状態では、各配向膜82と対向した液晶分子の長軸の方向は平行であり、第1方向a1を向いている。
Thereafter, using a vacuum injection method, liquid crystal is injected between the
次いで、透明基板60の外面に第1偏光板4を、例えば糊を用いて貼り合わせる。第1偏光板4の透過軸の方向は第1方向a1である。続いて、第1偏光板4の外面側にバックライトユニット2を配置し、等方性媒体層52の外面側に液晶表示パネル1を配置する。ここで、液晶表示パネル1は、画素電極12および共通電極22間に電圧を印加した状態で、液晶層30の液晶分子が第2方向a2と45°、135°、225°、315°の角度をなす方向にチルトするように設計されている。その後、液晶表示パネル1のガラス基板21の外面に第2偏光板5を、例えば糊を用いて貼り合わせる。また、ガラス基板11の外面に第3偏光板6を、例えば糊を用いて貼り合わせる。第2偏光板5の透過軸の方向および第3偏光板6の透過軸の方向は第1方向a1である。
Next, the first
次に、電界制御型パネル3および第1偏光板4により、液晶表示装置の視野角(バックライト光の散乱角)を制御する原理について説明する。
まず、各液晶素子80の第1透明電極81および第2透明電極83間に電圧が印加されていない(液晶層86に電界が印加されていない)状態での制御原理について説明する。
Next, the principle of controlling the viewing angle (backlight light scattering angle) of the liquid crystal display device using the electric
First, the control principle in a state where no voltage is applied between the first
図10に示すように、第1偏光板4は、バックライトユニット2より入射される拡散した光を、第1方向a1の偏光としてバックライトユニット2側に位置した液晶素子80に出射させる。バックライトユニット2側に位置した液晶素子80はこの液晶素子に入射される第1方向a1の偏光を、その偏光方向を第2方向a2に90°反転させ、第2方向の偏光として光学シート50に出射させる。
As shown in FIG. 10, the first
光学シート50は、バックライトユニット2側に位置した液晶素子80からこの光学シートに入射される第2方向a2の偏光を、偏光方向を維持し、かつ、この光学シートの法線方向である第3方向a3に集光して出射させる。すなわち、光学シートに入射される第2方向a2の偏光は、異方性媒体層51および等方性媒体層52間の境界面で屈折し、第3方向a3に出射する。
The
アレイ基板10側に位置した液晶素子80は、光学シート50からこの液晶素子に入射される集光した偏光を、その偏光方向を第1方向a1に90°反転させ、かつ、第3方向a3に集光して出射させる。
The
上記したことから、各第1透明電極81および第2透明電極83間に電圧が印加されていない状態では、電界制御型パネル3は、偏光方向が第1方向a1であり、かつ、第3方向a3に集光された偏光を液晶表示パネル1に出射させることになる。
From the above, in a state where no voltage is applied between each first
次に、各液晶素子80の第1透明電極81および第2透明電極83間に電圧が印加された(液晶層86に電界が印加された)状態での制御原理について説明する。
Next, the control principle in a state where a voltage is applied between the first
図11に示すように、第1偏光板4は、バックライトユニット2より入射される拡散した光を、第1方向a1の偏光としてバックライトユニット2側に位置した液晶素子80に出射させる。バックライトユニット2側に位置した液晶素子80はこの液晶素子に入射される第1方向a1の偏光を、偏光方向を維持し、第1方向a1の偏光として光学シート50に出射させる。
As shown in FIG. 11, the first
光学シート50は、バックライトユニット2側に位置した液晶素子80からこの光学シートに入射される第1方向a1の偏光を、偏光方向を維持し、かつ、散乱して出射させる。すなわち、光学シートに入射される第1方向a1の偏光は、異方性媒体層51および等方性媒体層52間の境界面を直進して出射する。
アレイ基板10側に位置した液晶素子80は、光学シートからこの液晶素子に入射される第1方向a1の偏光を、偏光方向を維持し、かつ、散乱して出射させる。
The
The
上記したことから、各第1透明電極81および第2透明電極83間に電圧が印加された状態では、電界制御型パネル3は、偏光方向が第1方向a1であり、かつ、散乱した偏光を液晶表示パネル1に出射させることになる。
上記視野角を制御する原理の説明から、光学シート50は、この光学シートに入射される偏光の偏光方向に依存して集光性が異なることが判る。
From the above, in a state where a voltage is applied between each of the first
From the explanation of the principle of controlling the viewing angle, it can be seen that the
上記したことから、各液晶素子80の第1透明電極81および第2透明電極83間に印加される電圧の有無を問わず、液晶表示パネル1の表示モードは反転しない。従って、上記液晶表示装置を用いて画像を表示する場合、各液晶素子80の第1透明電極81および第2透明電極83間に印加される電圧の有無により、液晶表示パネル1の画素電極12および共通電極22間に印加する電圧(駆動電圧)を反転させて表示する必要はない。
As described above, the display mode of the liquid
ここで、本願発明者は、上記各液晶素子80の第1透明電極81および第2透明電極83間に電圧を印加した状態および印加していない状態の2通りにおいて、液晶表示装置を用いて画像を表示し、輝度視角、コントラスト視角、正面輝度、および正面コントラスト特性の各種表示特性を調査した。
Here, the inventor of the present application uses a liquid crystal display device in two ways, a state where a voltage is applied between the first
その際、液晶表示パネル1は、TFTを介して駆動電圧4Vにて駆動し、各液晶素子80は駆動電圧5V(第1透明電極81および第2透明電極83間に印加される電圧)にて駆動した。また、バックライトユニット2を稼動させ、点灯した状態とし、液晶表示装置を照度0lxの環境下に配置した。
At that time, the liquid
まず、各液晶素子80(第1透明電極81および第2透明電極83間)に電圧が印加された状態における各種特性について説明する。
30cd/m2以上の輝度を有した視野角は、左右方向で±60°と広く、コントラスト比10:1以上の視野角は上下左右方向で±80°と十分に広い。また、正面輝度は200cd/m2と十分高く、電界制御型パネル3を設けない構造の液晶表示装置と同等の輝度および輝度視角を得ていることか判る。また、正面コントラストは600:1と十分に高い。
First, various characteristics in a state where a voltage is applied to each liquid crystal element 80 (between the first
A viewing angle having a luminance of 30 cd / m 2 or more is as wide as ± 60 ° in the left-right direction, and a viewing angle with a contrast ratio of 10: 1 or more is sufficiently wide as ± 80 ° in the up-down and left-right directions. Further, the front luminance is sufficiently high as 200 cd / m 2, and it can be seen that the luminance and luminance viewing angle equivalent to those of the liquid crystal display device without the electric
次に、各液晶素子80(第1透明電極81および第2透明電極83間)に電圧が印加されていない状態における各種特性について説明する。
30cd/m2以上の輝度を有した視野角は、左右方向で±10°と十分に狭い。また、正面輝度は400cd/m2であり、電界制御型パネル3を設けない構造や、液晶素子80に電圧が印加された状態よりも、高い値が得られる。また、正面コントラストは600:1である。
Next, various characteristics in a state where no voltage is applied to each liquid crystal element 80 (between the first
The viewing angle having a luminance of 30 cd / m 2 or more is sufficiently narrow as ± 10 ° in the left-right direction. Further, the front luminance is 400 cd / m 2 , and a higher value can be obtained than a structure in which the electric
上記のように構成された液晶表示装置によれば、液晶表示装置は、液晶表示パネル1およびバックライトユニット2間に電界制御型パネル3を設けている。電界制御型パネル3は、光学シート50および光学シートの両側に位置した一対の液晶素子80を有している。各液晶素子80は、第1透明電極81および配向膜82と、第2透明電極83および配向膜84と、液晶層86と、を有したTN型である。
According to the liquid crystal display device configured as described above, the liquid crystal display device is provided with the electric
各液晶素子80の第1透明電極81および第2透明電極83間に電圧が印加された状態および印加されていない状態の2つの状態を切替えることにより、バックライトユニット2側に位置した液晶素子80は、この液晶素子に入射される第1方向a1の偏光を、第1方向の偏光または第2方向a2の偏光として出射させている。
By switching between two states, a state in which a voltage is applied between the first
光学シート50は、バックライトユニット2側に位置した液晶素子80からこの光学シートに入射される第1方向a1の偏光を、偏光方向を維持し、かつ、散乱して出射させるとともに、バックライトユニット2側に位置した液晶素子80からこの光学シートに入射される第2方向a2の偏光を、偏光方向を維持し、かつ、第3方向a3に集光して出射させている。
The
アレイ基板10側に位置した液晶素子80は、光学シート50からこの液晶素子に入射される第1方向a1の偏光を、偏光方向を維持し、かつ、散乱して出射させるとともに、光学シートからこの液晶素子に入射される集光した偏光を、その偏光方向を第1方向に反転させ、かつ、第3方向a3に集光して出射させる。
The
液晶表示装置の視野角を狭くして画像を表示する際は、各液晶素子80の第1透明電極81および第2透明電極83間に電圧が印加されていない状態にて表示し、液晶表示装置の視野角を広くして画像を表示する際は、各液晶素子80の第1透明電極81および第2透明電極83間に電圧が印加された状態にて表示すれば良い。液晶表示装置の視野角を制御する際、図示しないスイッチやボリューム1つで容易に視野角を制御することができる。
When displaying an image by narrowing the viewing angle of the liquid crystal display device, the display is performed in a state where no voltage is applied between the first
このため、モバイルPC、携帯電話、PDA,電子手帳、およびタブレットPC等、公共の場で使用する場合であっても、他人に表示内容を識別されては困る場合には視野角を狭く、また複数の観察者で表示画像を観察する場合には視野角を広くすることができる。これにより、他人に表示内容を覗かれる心配を排除することができる。また、複数の観察者が表示画面を同時に、かつ、良好に視認できるようにもできる。 For this reason, even when used in public places such as mobile PCs, mobile phones, PDAs, electronic notebooks, and tablet PCs, the viewing angle is narrowed if it is difficult for others to identify the display contents. When viewing a display image with a plurality of observers, the viewing angle can be widened. As a result, it is possible to eliminate the worry of others looking into the display contents. It is also possible for a plurality of observers to view the display screen simultaneously and satisfactorily.
一対の液晶素子80はTN型である。バックライトユニット2側に位置した液晶素子80の配向膜82と対向した液晶分子、およびアレイ基板10側に位置した液晶素子の配向膜と対向した液晶分子の捩れ方向は互いに逆の方向である。このため、電界制御型パネル3は、この電界制御型パネルに入射される偏光の波長に関係なく、入射時の偏光方向を維持して出射させることができる。
The pair of
また、一対の液晶素子80はTN型に限らず、ECB型であっても良い。この場合、バックライトユニット2側に位置した液晶素子80の配向膜82と対向した液晶分子の長軸方向、およびアレイ基板10側に位置した液晶素子の配向膜と対向した液晶分子の長軸方向は、互いに直交している。各液晶素子80は、この液晶素子に入射される偏光の位相を2分の1波長ずらしている。このため、電界制御型パネル3は、この電界制御型パネルに入射される偏光を、入射時の位相に戻して出射させることができ、入射時の偏光方向に出射させることができる。
Further, the pair of
第3偏光板6は、電界制御型パネル3およびアレイ基板10の間に設けられ、その透過軸の方向は、第1方向a1と平行である。これにより、液晶表示パネル1に入射される偏光の偏光度を高めることができるため、コントラスト特性を高くすることができる。液晶表示装置は、第3偏光板6を設けない構成としても良いが、第3偏光板を設けたほうがコントラスト特性を高くすることができる分優位である。
上記したことから、輝度の低下を抑制し、かつ、視野角を任意に制御できる液晶表示装置が得られる。
The third polarizing plate 6 is provided between the electric
From the above, it is possible to obtain a liquid crystal display device that can suppress a decrease in luminance and can arbitrarily control the viewing angle.
なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、液晶表示装置全体の厚みを薄くするため、液晶素子80の第1透明電極81は、光学シート50上に形成されているが、光学シートに限らずガラス等の透明基板上に形成しても良い。光学シート50および第1透明電極81は対向して配置されていれば良い。液晶表示パネル1は、透過型に限らず、バックライトユニット2のバックライト光を用いて表示するタイプのものであれば良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention. For example, in order to reduce the thickness of the entire liquid crystal display device, the first
1…液晶表示パネル、2…バックライトユニット、3…電界制御型パネル、4…第1偏光板、5…第2偏光板、6…第3偏光板、10…アレイ基板、11…ガラス基板、12…画素電極、13…配向膜、20…対向基板、21…ガラス基板、22…共通電極、23…配向膜、30…液晶層、31…スペーサ、32…シール材、41…導光体、42…光源、43…反射板、50…光学シート、51…異方性媒体層、52…等方性媒体層、53…凸部、54…凹部、60…透明基板、70…透明基板、80…液晶素子、81…第1透明電極、82…配向膜、83…第2透明電極、84…配向膜、85…スペーサ、86…液晶層、a1…第1方向、a2…第2方向、a3…第3方向、c…中心、l…中心線、n1(x),n1(y),n2…屈折率、no…常光屈折率、ne…異常光屈折率、S1,S2,S3,S4…表面。
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記液晶表示パネルのアレイ基板と対向して設けられたバックライトユニットと、
前記アレイ基板およびバックライトユニット間に設けられ、前記アレイ基板側に位置した光学シートおよび前記バックライトユニット側に位置した液晶素子を含む電界制御型パネルと、を備え、
前記電界制御型パネルの面方向であり、かつ、互いに直交する方向を第1方向および第2方向とした場合、
前記液晶素子は、この液晶素子に入射される第1方向の偏光を、第1方向の偏光または第2方向の偏光として出射させ、
前記光学シートは、前記液晶素子からこの光学シートに入射される第1方向の偏光を、偏光方向を維持し、かつ、散乱して出射させるとともに、前記液晶素子からこの光学シートに入射される第2方向の偏光を、偏光方向を維持し、かつ、この光学シートの法線方向に集光して出射させる液晶表示装置。 A liquid crystal display panel, comprising: an array substrate; a counter substrate disposed opposite to the array substrate with a gap; and a liquid crystal layer sandwiched between the array substrate and the counter substrate;
A backlight unit provided facing the array substrate of the liquid crystal display panel;
An electric field control type panel provided between the array substrate and the backlight unit, including an optical sheet positioned on the array substrate side and a liquid crystal element positioned on the backlight unit side,
When the surface direction of the electric field control panel and the directions orthogonal to each other are the first direction and the second direction,
The liquid crystal element emits polarized light in the first direction incident on the liquid crystal element as polarized light in the first direction or polarized light in the second direction,
The optical sheet maintains the polarization direction and scatters and emits polarized light in the first direction incident on the optical sheet from the liquid crystal element and enters the optical sheet from the liquid crystal element. A liquid crystal display device that outputs polarized light in two directions while maintaining the polarization direction and collecting the polarized light in the normal direction of the optical sheet.
前記液晶表示パネルのアレイ基板と対向して設けられたバックライトユニットと、
前記アレイ基板およびバックライトユニット間に設けられ、光学シートおよび前記光学シートの両側に位置した一対の液晶素子を含む電界制御型パネルと、を備え、
前記電界制御型パネルの面方向であり、かつ、互いに直交する方向を第1方向および第2方向とした場合、
前記バックライトユニット側に位置した液晶素子は、この液晶素子に入射される第1方向の偏光を、第1方向の偏光または第2方向の偏光として出射させ、
前記光学シートは、前記バックライトユニット側に位置した液晶素子からこの光学シートに入射される第1方向の偏光を、偏光方向を維持し、かつ、散乱して出射させるとともに、前記バックライトユニット側に位置した液晶素子からこの光学シートに入射される第2方向の偏光を、偏光方向を維持し、かつ、この光学シートの法線方向に集光して出射させ、
前記アレイ基板側に位置した液晶素子は、前記光学シートからこの液晶素子に入射される第1方向の偏光を、偏光方向を維持し、かつ、散乱して出射させるとともに、前記光学シートからこの液晶素子に入射される集光した偏光を、その偏光方向を第1方向に反転させ、かつ、前記法線方向に集光して出射させる液晶表示装置。 A liquid crystal display panel, comprising: an array substrate; a counter substrate disposed opposite to the array substrate with a gap; and a liquid crystal layer sandwiched between the array substrate and the counter substrate;
A backlight unit provided facing the array substrate of the liquid crystal display panel;
An electric field control panel provided between the array substrate and the backlight unit and including an optical sheet and a pair of liquid crystal elements positioned on both sides of the optical sheet;
When the surface direction of the electric field control panel and the directions orthogonal to each other are the first direction and the second direction,
The liquid crystal element positioned on the backlight unit side emits polarized light in the first direction incident on the liquid crystal element as polarized light in the first direction or polarized light in the second direction,
The optical sheet causes the polarized light in the first direction incident on the optical sheet from the liquid crystal element located on the backlight unit side to maintain the polarization direction and scatter and emit the polarized light. Polarized light in the second direction that is incident on the optical sheet from the liquid crystal element positioned at the position is maintained in the polarization direction, and is condensed and emitted in the normal direction of the optical sheet,
The liquid crystal element positioned on the array substrate side emits the polarized light in the first direction incident on the liquid crystal element from the optical sheet while maintaining the polarization direction and scattering and emitting the polarized light from the optical sheet. A liquid crystal display device that causes condensed polarized light incident on an element to be reversed in a polarization direction to a first direction and condensed and emitted in the normal direction.
光学的に等方性の媒体で形成され、かつ、前記第1方向に複数並んで形成されているとともに、それぞれ前記第2方向に延びた複数の円弧状の凹部が第2表面に形成された等方性媒体層と、を備え、
前記異方性媒体層および前記等方性媒体層は各凸部と各凹部とが密着した状態で積層され、
前記異方性媒体層は前記バックライトユニットと対向し、前記等方性媒体層は前記アレイ基板と対向している請求項1または2に記載の液晶表示装置。 The optical sheet is formed of an optically uniaxial medium and is formed side by side in the first direction, and a plurality of arc-shaped convex portions each extending in the second direction are first. An anisotropic medium layer formed on the surface;
A plurality of arc-shaped recesses formed in an optically isotropic medium and arranged in the first direction and extending in the second direction are formed on the second surface. An isotropic medium layer,
The anisotropic medium layer and the isotropic medium layer are laminated in a state where each convex portion and each concave portion are in close contact with each other,
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the anisotropic medium layer is opposed to the backlight unit, and the isotropic medium layer is opposed to the array substrate.
第2透明電極およびこの第2透明電極上に形成された第2配向膜と、
前記第1配向膜および第2配向膜間に狭持された他の液晶層と、を備え、
前記液晶素子は、前記第1透明電極および第2透明電極間に電圧が印加された状態で入射される偏光を前記第1方向の偏光として出射させるとともに、電圧が印加されていない状態で入射される偏光を第2方向の偏光として出射させる請求項1に記載の液晶表示装置。 The liquid crystal element includes a first transparent electrode facing the optical sheet and a first alignment film formed on the first transparent electrode;
A second transparent electrode and a second alignment film formed on the second transparent electrode;
Another liquid crystal layer sandwiched between the first alignment film and the second alignment film,
The liquid crystal element emits polarized light incident in a state where a voltage is applied between the first transparent electrode and the second transparent electrode as polarized light in the first direction, and is incident in a state where no voltage is applied. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the polarized light is emitted as polarized light in the second direction.
第2透明電極およびこの第2透明電極上に形成された第2配向膜と、
前記第1配向膜および第2配向膜間に狭持された他の液晶層と、をそれぞれ備え、
前記バックライトユニット側に位置した液晶素子は、この液晶素子の前記第1透明電極および第2透明電極間に電圧が印加された状態で入射される偏光を前記第1方向の偏光として出射させるとともに、電圧が印加されていない状態で入射される偏光を前記第2方向の偏光として出射させ、
前記アレイ基板側に位置した液晶素子は、この液晶素子の前記第1透明電極および第2透明電極間に電圧が印加された状態で入射される偏光を前記第1方向の偏光として出射させるとともに、電圧が印加されていない状態で入射される偏光を前記第1方向の偏光として出射させる請求項2に記載の液晶表示装置。 The pair of liquid crystal elements includes a first transparent electrode facing the optical sheet and a first alignment film formed on the first transparent electrode,
A second transparent electrode and a second alignment film formed on the second transparent electrode;
Each of the liquid crystal layers sandwiched between the first alignment film and the second alignment film,
The liquid crystal element positioned on the backlight unit side emits polarized light that is incident while a voltage is applied between the first transparent electrode and the second transparent electrode of the liquid crystal element as polarized light in the first direction. , The polarized light incident in a state where no voltage is applied is emitted as polarized light in the second direction,
The liquid crystal element positioned on the array substrate side emits polarized light that is incident with a voltage applied between the first transparent electrode and the second transparent electrode of the liquid crystal element as polarized light in the first direction, The liquid crystal display device according to claim 2, wherein polarized light incident in a state where no voltage is applied is emitted as polarized light in the first direction.
前記偏光板の透過軸の方向は、前記第1方向と平行である請求項1ないし13のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 A polarizing plate provided between the electric field control panel and the backlight unit;
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a direction of a transmission axis of the polarizing plate is parallel to the first direction.
前記他の偏光板の透過軸の方向は、前記第1方向と平行である請求項14に記載の液晶表示装置。 Other polarizing plates provided on the outer surface side of the counter substrate,
The liquid crystal display device according to claim 14, wherein a direction of a transmission axis of the other polarizing plate is parallel to the first direction.
前記対向基板の外面側に設けられた第2偏光板と、
前記電界制御型パネルおよびアレイ基板間に設けられた第3偏光板と、を備え、
前記第1偏光板の透過軸の方向、第2偏光板の透過軸の方向、および第3偏光板の透過軸の方向は、それぞれ前記第1方向と平行である請求項2、10、12、または13に記載の液晶表示装置。 A first polarizing plate provided between the electric field control panel and the backlight unit;
A second polarizing plate provided on the outer surface side of the counter substrate;
A third polarizing plate provided between the electric field control panel and the array substrate,
The direction of the transmission axis of the first polarizing plate, the direction of the transmission axis of the second polarizing plate, and the direction of the transmission axis of the third polarizing plate are parallel to the first direction, respectively. Or the liquid crystal display device of 13.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004306033A JP4619742B2 (en) | 2004-10-20 | 2004-10-20 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004306033A JP4619742B2 (en) | 2004-10-20 | 2004-10-20 | Liquid crystal display device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006119291A true JP2006119291A (en) | 2006-05-11 |
JP4619742B2 JP4619742B2 (en) | 2011-01-26 |
Family
ID=36537251
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004306033A Expired - Fee Related JP4619742B2 (en) | 2004-10-20 | 2004-10-20 | Liquid crystal display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4619742B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007316122A (en) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Ritsumeikan | Backlight system for liquid crystal display |
CN110007504A (en) * | 2017-11-09 | 2019-07-12 | 惠和株式会社 | Polarizer screening glass, polarizer and liquid crystal display device |
CN111527344A (en) * | 2017-12-21 | 2020-08-11 | 镭亚股份有限公司 | Mode-selectable backlight panel, privacy display and method |
CN111965864A (en) * | 2020-08-27 | 2020-11-20 | 京东方科技集团股份有限公司 | Dimming structure and display device |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01273002A (en) * | 1988-04-26 | 1989-10-31 | Seiko Epson Corp | Double refractive lens array |
JPH05108023A (en) * | 1991-10-14 | 1993-04-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Visual field angle control type display device |
JPH09105958A (en) * | 1995-10-13 | 1997-04-22 | Sharp Corp | Visual angle varying element and visual angle variable liquid crystal display device using the same |
JPH09105907A (en) * | 1995-10-12 | 1997-04-22 | Hitachi Ltd | Liquid crystal display device |
JPH10319384A (en) * | 1997-05-21 | 1998-12-04 | Advanced Display:Kk | Liquid crystal display device |
JP2000075405A (en) * | 1998-08-27 | 2000-03-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Display device |
JP2000221324A (en) * | 1999-02-03 | 2000-08-11 | Nec Corp | Polarizing device and liquid crystal display device having that polarizing device |
JP2004109300A (en) * | 2002-09-17 | 2004-04-08 | Ricoh Co Ltd | Screen for back projection and back projection type display device |
JP2005091834A (en) * | 2003-09-18 | 2005-04-07 | Sharp Corp | Barrier element and three-dimensional image display device equipped with the same |
JP2006064882A (en) * | 2004-08-25 | 2006-03-09 | Sharp Corp | Display device, viewing angle controller, and electronic apparatus |
-
2004
- 2004-10-20 JP JP2004306033A patent/JP4619742B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01273002A (en) * | 1988-04-26 | 1989-10-31 | Seiko Epson Corp | Double refractive lens array |
JPH05108023A (en) * | 1991-10-14 | 1993-04-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Visual field angle control type display device |
JPH09105907A (en) * | 1995-10-12 | 1997-04-22 | Hitachi Ltd | Liquid crystal display device |
JPH09105958A (en) * | 1995-10-13 | 1997-04-22 | Sharp Corp | Visual angle varying element and visual angle variable liquid crystal display device using the same |
JPH10319384A (en) * | 1997-05-21 | 1998-12-04 | Advanced Display:Kk | Liquid crystal display device |
JP2000075405A (en) * | 1998-08-27 | 2000-03-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Display device |
JP2000221324A (en) * | 1999-02-03 | 2000-08-11 | Nec Corp | Polarizing device and liquid crystal display device having that polarizing device |
JP2004109300A (en) * | 2002-09-17 | 2004-04-08 | Ricoh Co Ltd | Screen for back projection and back projection type display device |
JP2005091834A (en) * | 2003-09-18 | 2005-04-07 | Sharp Corp | Barrier element and three-dimensional image display device equipped with the same |
JP2006064882A (en) * | 2004-08-25 | 2006-03-09 | Sharp Corp | Display device, viewing angle controller, and electronic apparatus |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007316122A (en) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Ritsumeikan | Backlight system for liquid crystal display |
CN110007504A (en) * | 2017-11-09 | 2019-07-12 | 惠和株式会社 | Polarizer screening glass, polarizer and liquid crystal display device |
CN110007504B (en) * | 2017-11-09 | 2023-11-07 | 惠和株式会社 | Protective sheet for polarizing plate, and liquid crystal display device |
CN111527344A (en) * | 2017-12-21 | 2020-08-11 | 镭亚股份有限公司 | Mode-selectable backlight panel, privacy display and method |
CN111527344B (en) * | 2017-12-21 | 2022-09-23 | 镭亚股份有限公司 | Mode-selectable backlight panel, privacy display and operation method |
CN111965864A (en) * | 2020-08-27 | 2020-11-20 | 京东方科技集团股份有限公司 | Dimming structure and display device |
CN111965864B (en) * | 2020-08-27 | 2023-07-14 | 京东方科技集团股份有限公司 | Dimming structure and display device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4619742B2 (en) | 2011-01-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI269914B (en) | Liquid crystal display device | |
JP4285350B2 (en) | Viewing angle control element and manufacturing method thereof, liquid crystal display device, electronic device | |
US10191322B2 (en) | Display and electronic unit | |
WO2016195786A1 (en) | Electronic device display with switchable film structures | |
EP2023188A1 (en) | Liquid crystal display | |
JP2007148279A (en) | Display apparatus | |
WO2008001896A1 (en) | Display and field-of-view angle control device used for the same | |
JP2008090173A (en) | Display device | |
JP5252335B2 (en) | Liquid crystal display device and terminal device | |
JP6887525B2 (en) | Display device | |
US7502091B2 (en) | Optical sheet, electric-field-controlled panel, lighting apparatus, liquid crystal display, and method of manufacturing an optical sheet | |
JP2007047206A (en) | Optical sheet, electric field-controlled panel, illumination device, liquid crystal display device and method for manufacturing optical sheet | |
JP4619742B2 (en) | Liquid crystal display device | |
JP2007240903A (en) | Optical control element and display device | |
JP5203557B2 (en) | Liquid crystal display | |
JP2008299280A (en) | Display and viewing angle controller used for the same | |
JP4930469B2 (en) | Liquid crystal display device and electronic device | |
JP2007047205A (en) | Optical sheet, electric field-controlled panel, illumination device, liquid crystal display device and method for manufacturing optical sheet | |
JP4861657B2 (en) | Liquid crystal display | |
JP2001075087A (en) | Liquid crystal display device | |
JP2007155817A (en) | Display device | |
JP4921740B2 (en) | Liquid crystal display system and method of using liquid crystal display system | |
JP2007114394A (en) | Display device | |
JP2024053346A (en) | Liquid crystal display device | |
JP2008139583A (en) | Display and viewing angle controller used for the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070925 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100909 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100928 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101027 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131105 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4619742 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131105 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |