JP2009093000A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は表示画面が曲面となっている液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device having a curved display screen.
液晶表示装置は、ディスプレイ装置を薄くできること、重量が大きくならないこと等から、コンピュータ用ディスプレイ、携帯電話用端末等からTV等にいたるまで、需要が拡大している。液晶表示装置はまた、画面が平面であることも特徴の一つとなっている。 The demand for liquid crystal display devices is expanding from computer displays, mobile phone terminals, etc. to TVs and the like because the display device can be made thin and the weight does not increase. The liquid crystal display device is also characterized by a flat screen.
一方、液晶表示装置は薄くすることが出来る点から、液晶表示装置をフレキシブルディスプレイとするための開発も進められている。このような開発の例として「非特許文献1」が挙げられる。「非特許文献1」には次のような記載がある。ポリマー分散型強誘電性液晶を2枚のプラスチック基板の間に挟み、基板間のギャップをポリマー支柱によって保つことによって液晶表示パネルを形成する。この場合バックライトもフレキシブルに形成する必要がある。これを「非特許文献1」では、フレキシブルな導光板のサイドにLEDを設置することによって実現を図っている。
On the other hand, since the liquid crystal display device can be made thin, development for making the liquid crystal display device a flexible display is also underway. An example of such development is “
従来からのフレキシブル液晶ディスプレイの開発の目的は、ディスプレイそのものをフレキシブルとすることである。すなわち、バックライトもフレキシブルとすることを前提に検討が行われている。したがって、ディスプレイ装置全体をいかにして薄くするか、また、バックライトをいかにしてフレキシブルとするか等は未だ実用化までの見通しは立っていない。バックライトをフレキシブルとするためには、導光板をフレキシブルとするための導光板材料開発も重要な課題となっている。 The purpose of the development of a conventional flexible liquid crystal display is to make the display itself flexible. In other words, studies have been made on the assumption that the backlight is also flexible. Therefore, how to make the entire display device thin, how to make the backlight flexible, etc. has not yet been prospected for practical use. In order to make the backlight flexible, development of a light guide plate material for making the light guide plate flexible is also an important issue.
また、導光板をフレキシブルとするためには光源をフレキシブルとする必要があるが、この場合は、フレキシブルな導光板のサイドにLEDを設置し、LEDからの光を液晶表示パネル側に向ける必要がある。光源からの光を効率的に液晶表示パネルに向けるために、導光板の表面(片面あるいは両面)に光学パターンが形成される。さらに、導光板自体も曲面となっているために、光学パターンの設計が非常に複雑となる。 In order to make the light guide plate flexible, it is necessary to make the light source flexible. In this case, it is necessary to install an LED on the side of the flexible light guide plate and direct the light from the LED to the liquid crystal display panel side. is there. In order to efficiently direct light from the light source to the liquid crystal display panel, an optical pattern is formed on the surface (one side or both sides) of the light guide plate. Furthermore, since the light guide plate itself is also curved, the design of the optical pattern becomes very complicated.
以上のように、従来のフレキシブルディスプレイは、特にバックライトの構成が複雑であり、実現までには、材料開発、コスト、信頼性等で多くの克服すべき課題がある。一方、表示面が曲面を有する薄型ディスプレイを設置する場所としては、例えば、駅等の円柱の側面、電車、バス等の側面がある。また、ディスプレイ自体を曲面とする用途としてはスロットマシーン遊技機等、ゲームセンタ等に存在する各種遊技機等がある。 As described above, the conventional flexible display has a particularly complicated backlight configuration, and there are many problems to be overcome in terms of material development, cost, reliability, and the like until realization. On the other hand, a place where a thin display having a curved display surface is installed, for example, a side surface of a column such as a station, or a side surface of a train, a bus, or the like. In addition, examples of applications where the display itself is a curved surface include slot machine gaming machines and various gaming machines existing in game centers.
このような用途のディスプレイでは、表示画面が曲面となったディスプレイが要求されているが、表示装置自体がフレキシブルである必要は無い。また、このような用途は、ディスプレイ画面が球面である必要はなく、シリンドリカルな曲面で十分である場合が多い。また、このような用途では、明るい画面が要求されている。このためには、バックライトは高輝度である必要があり、これを可能とする光源は蛍光管が最も有利である。蛍光管には冷陰極蛍光管と熱陰極蛍光管とがある。冷陰極蛍光管は細くできるので、薄型のバクライトには好適である。一方、熱陰極蛍光管は輝度が優れている。したがって、ディスプレイの用途によって、すなわち、表示装置全体の厚さ、必要とする輝度を勘案して選択すればよい。 In the display for such use, a display having a curved display screen is required, but the display device itself does not need to be flexible. In such applications, the display screen does not need to be spherical, and a cylindrical curved surface is often sufficient. In such applications, a bright screen is required. For this purpose, the backlight needs to have high luminance, and a fluorescent light tube is most advantageous as a light source that enables this. The fluorescent tube includes a cold cathode fluorescent tube and a hot cathode fluorescent tube. Since the cold cathode fluorescent tube can be made thin, it is suitable for a thin backlight. On the other hand, the hot cathode fluorescent tube has excellent luminance. Therefore, it may be selected depending on the use of the display, that is, taking into consideration the thickness of the entire display device and the required luminance.
図14は横方向に曲率を持つシリンドリカル画面に使用されるバックライト20の例である。この例は直線状の蛍光管30を用い、画面の曲面に合わせて蛍光管30の配置を曲線状としている。そして、蛍光管30は垂直方向に設置される。ところで、蛍光管30の内部には水銀の蒸気が充填されている。水銀の分子は重いために、蛍光管30を立てて使用すると、重力によって、水銀の蒸気が蛍光管30の下部に集まって、水銀の蒸気の密度が不均一になる。
FIG. 14 shows an example of a
このように、水銀の蒸気の密度が不均一になると、蛍光管30の寿命が劣化する。実験によると、蛍光管30を立てて使用した場合は、蛍光管30を横にして使用して水銀の蒸気の密度が特に問題とならない場合に比して蛍光管30の寿命は約70%になる。ディスプレイ全体の寿命はバックライト20の光源の寿命によって決まる場合が多い。したがって、蛍光管30の寿命の劣化はディスプレイにとって極めて重要である。
Thus, when the density of the mercury vapor becomes non-uniform, the life of the
図14のような蛍光管30の配置のもう一つの問題点は次のとおりである。すなわち、ディスプレイは横方向に長く、縦方向に短いものが多い。図14のような配置であると、ディスプレイの長軸方向に蛍光管30を並べるために、画素を均一な明るさにしようとすると、より多くの蛍光管30を使用する必要がある。これはディスプレイの製造コストを押し上げる
Another problem with the arrangement of the
本発明は以上のような問題点を解決するものであり、横方向に曲率を有するシリンドリカルな液晶表示パネルのバックライトの光源として、液晶表示パネルと同じ方向に曲率を有する蛍光管を横方向に取り付ける構成をとる。具体的な手段は次の通りである。 The present invention solves the above-described problems, and a fluorescent tube having a curvature in the same direction as the liquid crystal display panel is used in the horizontal direction as a light source for a backlight of a cylindrical liquid crystal display panel having a curvature in the horizontal direction. Take the configuration to install. Specific means are as follows.
(1)画素電極およびTFTが形成されたTFT基板と、カラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板と、前記カラーフィルタ基板と前記TFT基板との間に液晶が挟持され、前記カラーフィルタ基板の上には上偏光板が貼り付けられており、前記TFT基板の下には下偏光板が貼り付けられている液晶表示パネルと、バックライトを有する液晶表示装置であって、前記液晶表示パネルは横方向に曲率を有するシリンドリカルな曲面となっており、前記バックライトには前記液晶表示パネルと同じ方向に湾曲した蛍光管が横方向に設置されていることを特徴とする液晶表示装置。 (1) A TFT substrate on which a pixel electrode and a TFT are formed, a color filter substrate on which a color filter is formed, and a liquid crystal is sandwiched between the color filter substrate and the TFT substrate, on the color filter substrate Is a liquid crystal display panel in which an upper polarizing plate is attached and a lower polarizing plate is attached under the TFT substrate, and a liquid crystal display device having a backlight, wherein the liquid crystal display panel is in a horizontal direction. A liquid crystal display device characterized in that a cylindrical curved surface having a curved surface and a fluorescent tube curved in the same direction as the liquid crystal display panel is installed in the backlight in the lateral direction.
(2)前記蛍光管は一定の曲率半径を有しており、前記蛍光管と前記液晶表示パネルとの距離は、前記蛍光管と前記液晶表示パネルとの距離の平均をmとしたときに、m±10%以内であることを特徴とする(1)に記載の液晶表示装置。 (2) The fluorescent tube has a certain radius of curvature, and the distance between the fluorescent tube and the liquid crystal display panel is, when the average of the distance between the fluorescent tube and the liquid crystal display panel is m, The liquid crystal display device according to (1), which is within m ± 10%.
(3)前記バックライトには複数の蛍光管が設置されており、前記複数の蛍光管は一定の曲率半径を有しており、前記蛍光管と前記液晶表示パネルとの距離は、前記複数の各蛍光管と前記液晶表示パネルとの距離の平均をmとしたときに、m±10%以内であることを特徴とする(1)に記載の液晶表示装置。 (3) The backlight is provided with a plurality of fluorescent tubes, the plurality of fluorescent tubes have a constant radius of curvature, and the distance between the fluorescent tube and the liquid crystal display panel is the plurality of fluorescent tubes. The liquid crystal display device according to (1), wherein the average distance between each fluorescent tube and the liquid crystal display panel is m ± 10% or less.
(4)前記TFT基板および前記カラーフィルタ基板はガラスで形成されていることを特徴とする(1)に記載の液晶表示装置。 (4) The liquid crystal display device according to (1), wherein the TFT substrate and the color filter substrate are made of glass.
(5)画素電極およびTFTが形成されたTFT基板と、カラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板と、前記カラーフィルタ基板と前記TFT基板との間に液晶が挟持され、前記カラーフィルタ基板の上には上偏光板が貼り付けられており、前記TFT基板の下には下偏光板が貼り付けられている液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの周辺部を覆って収容するフレームとバックライトを有する液晶表示装置であって、前記液晶表示パネルは横方向に曲率を有するシリンドリカルな曲面となっており、前記バックライトには液晶表示パネルと同じ方向に湾曲した拡散板と、前記表示領域と同じ方向に湾曲した蛍光管が横方向に設置されており、前記液晶表示パネルは前記フレームと前記拡散板とに挟持されることによって水平方向に曲面を有することを特徴とする液晶表示装置。 (5) A TFT substrate on which a pixel electrode and a TFT are formed, a color filter substrate on which a color filter is formed, and a liquid crystal is sandwiched between the color filter substrate and the TFT substrate. Has an upper polarizing plate, a liquid crystal display panel having a lower polarizing plate attached to the lower side of the TFT substrate, a frame and a backlight for covering and surrounding the periphery of the liquid crystal display panel In the liquid crystal display device, the liquid crystal display panel has a cylindrical curved surface having a curvature in a horizontal direction, the backlight has a diffusion plate curved in the same direction as the liquid crystal display panel, and the same direction as the display area A fluorescent tube curved in a horizontal direction is installed in the horizontal direction, and the liquid crystal display panel is held in the horizontal direction by being sandwiched between the frame and the diffusion plate. The liquid crystal display device characterized by having a surface.
(6)前記フレームと前記液晶表示パネルとの間には横方向に曲率を有する曲面を持つ前面板が設置されていることを特徴とする(5)に記載の液晶表示装置。 (6) The liquid crystal display device according to (5), wherein a front plate having a curved surface having a lateral curvature is provided between the frame and the liquid crystal display panel.
(7)画素電極およびTFTが形成されたTFT基板と、カラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板と、前記カラーフィルタ基板と前記TFT基板との間に液晶が挟持され、前記カラーフィルタ基板の上には上偏光板が貼り付けられており、前記TFT基板の下には下偏光板が貼り付けられている液晶表示パネルと、バックライトを有する液晶表示装置であって、前記液晶表示パネルは横方向に曲率を有するシリンドリカルな曲面となっており、前記バックライトには屈曲部を有する蛍光管が横方向に設置されており、前記蛍光管と前記液晶表示パネルとの距離は、前記蛍光管と前記液晶表示パネルとの距離の平均をmとしたときに、m±10%以内であることを特徴とする液晶表示装置。 (7) A TFT substrate on which pixel electrodes and TFTs are formed, a color filter substrate on which color filters are formed, and a liquid crystal is sandwiched between the color filter substrate and the TFT substrate, on the color filter substrate Is a liquid crystal display panel in which an upper polarizing plate is attached and a lower polarizing plate is attached under the TFT substrate, and a liquid crystal display device having a backlight, wherein the liquid crystal display panel is in a horizontal direction. The backlight is provided with a fluorescent tube having a bent portion in the lateral direction, and the distance between the fluorescent tube and the liquid crystal display panel is the same as that of the fluorescent tube and the liquid crystal display panel. A liquid crystal display device, wherein an average distance from the liquid crystal display panel is m, and is within m ± 10%.
(8)前記蛍光管の屈曲部と屈曲部の間は平行であることを特徴とする(7)に記載の液晶表示装置。 (8) The liquid crystal display device according to (7), wherein the bent portion of the fluorescent tube is parallel to the bent portion.
(9)画素電極およびTFTが形成されたTFT基板と、カラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板と、前記カラーフィルタ基板と前記TFT基板との間に液晶が挟持され、前記カラーフィルタ基板の上には上偏光板が貼り付けられており、前記TFT基板の下には下偏光板が貼り付けられている液晶表示パネルと、バックライトを有する液晶表示装置であって、前記液晶表示パネルは横方向に曲率を有するシリンドリカルな曲面となっており、前記バックライトには曲率半径の大きな部分と曲率半径の小さな部分とを有する蛍光管が横方向に設置されており、前記蛍光管と前記液晶表示パネルとの距離は、前記蛍光管と前記液晶表示パネルとの距離の平均をmとしたときに、m±10%以内であることを特徴とする液晶表示装置。 (9) A TFT substrate on which pixel electrodes and TFTs are formed, a color filter substrate on which color filters are formed, and a liquid crystal is sandwiched between the color filter substrate and the TFT substrate, on the color filter substrate Is a liquid crystal display panel in which an upper polarizing plate is attached and a lower polarizing plate is attached under the TFT substrate, and a liquid crystal display device having a backlight, wherein the liquid crystal display panel is in a horizontal direction. The backlight is provided with a fluorescent tube having a portion with a large radius of curvature and a portion with a small radius of curvature in the lateral direction, and the fluorescent tube and the liquid crystal display panel. The distance between the fluorescent tube and the liquid crystal display panel is m ± 10% or less, where m is the average distance between the fluorescent tube and the liquid crystal display panel.
本発明によれば、横方向に曲率を有するシリンドリカルな画面を持つ液晶表示装置において、バックライトの光源として、画面と同じ方向に湾曲する蛍光管を横方向に設置するので、蛍光管内において、重力によって水銀の蒸気が蛍光管の一方の端部に集まることが無い。したがって、蛍光管の寿命を改善することが出来、ひいては、液晶表示装置の寿命を改善することが出来る。 According to the present invention, in a liquid crystal display device having a cylindrical screen having a curvature in the horizontal direction, a fluorescent tube that is curved in the same direction as the screen is installed in the horizontal direction as a backlight light source. This prevents mercury vapor from collecting at one end of the fluorescent tube. Therefore, the life of the fluorescent tube can be improved, and consequently the life of the liquid crystal display device can be improved.
また、本発明によれば、横方向に曲率を有するシリンドリカルな画面を持ち、かつ、横方向に長い画面を有する液晶表示パネルのバックライトの光源として、画面と同じ方向に湾曲する蛍光管を横方向に設置するので、蛍光管の数を減らすことが出来、液晶表示装置のコストを低減することが出来る。 Further, according to the present invention, a fluorescent tube curved in the same direction as the screen is used as a light source for a backlight of a liquid crystal display panel having a cylindrical screen having a curvature in the horizontal direction and a long screen in the horizontal direction. Since it is installed in the direction, the number of fluorescent tubes can be reduced, and the cost of the liquid crystal display device can be reduced.
実施例にしたがって、本発明の詳細な内容を開示する。 The detailed contents of the present invention will be disclosed according to the embodiments.
図1は実施例1の表示装置の外観図である。図1は画面が外側に凸なディスプレイである。このような表示装置はアミューズメント用途、例えば、スロットマシン遊技機等で使用される。図1において、液晶表示パネル10は外側に湾曲している。外側に湾曲した液晶表示パネル10は、例えば、「非特許文献1」に記載のように、基板にプラスチックを使用して形成することが出来る。一方、基板をガラスで形成し、ガラス基板を薄くすることによって画面が曲面を有する液晶表示パネル10を形成することが出来る。
FIG. 1 is an external view of a display device according to the first embodiment. FIG. 1 shows a display whose screen is convex outward. Such a display device is used for amusement applications such as slot machine gaming machines. In FIG. 1, the liquid
図1において、液晶表示パネル10は湾曲した前面フレーム11によって表示部を残して覆われている。液晶表示パネル10の背面にはバックライト20が設置されている。図4に図1のA−A断面図の分解断面図を示すが、液晶表示パネル10は薄膜トランジスタ(TFT)や画素電極が形成されたTFT基板101とカラーフィルタ等が形成されたカラーフィルタ基板102との間に液晶を挟持した液晶セルの上と下に偏光板が取り付けられたものである。また、バックライト20は後で説明するように種々の光学部品と光源とから構成されている。本実施例においては、光源は蛍光管30を用いる。蛍光管30はインバータで駆動されるが、図1では省略されている。
In FIG. 1, a liquid
図2は図1のバックライト20部分のみを取り出した模式図である。バックライト20は光源である蛍光管30のみでなく、多くの光学部品を含むが、図2のバックライト20においては、わかり易くするために蛍光管30以外は省略している。図2に用いられている蛍光管30は曲率R2をもって湾曲している。蛍光管30は横方向に設置されており、縦方向に配列している。蛍光管の太さは、例えば、TV用の液晶表示装置でφ3mmからφ4mm、10インチから15インチのモニタ用の液晶表示装置でφ2.4mmからφ2.6mm程度である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing only the
図2に示すように、蛍光管30は横方向に設置されているので、蛍光管30の管内の水銀の蒸気が蛍光管30の一方の端部に集まってしまうという問題は生じない。したがって、本実施例によれば、水銀の蒸気圧が不均一になることによる蛍光管30の寿命劣化を防止することが出来る。蛍光管30は曲率半径R2をもって液晶表示パネル10側に湾曲している。液晶表示パネル10が外側に湾曲しているので、液晶表示パネル10と蛍光管30との距離を一定に保つためである。このように、本実施例においては、蛍光管30を湾曲させて液晶表示パネル10との距離を一定にしているので、液晶表示パネル10の画面の輝度を均一にすることが出来る。
As shown in FIG. 2, since the
図2において、バックライト20の上面は実際には後で述べる拡散シートとなるが、この曲率半径はR1である。この拡散シートは液晶表示パネル10と接触することになるので、液晶表示パネル10の内側の曲率半径R1と同等になる。図2において、蛍光管30の曲率半径R2と液晶表示パネル10の内側の曲率半径の差はわずかであるので、同じとしても問題は無い。
In FIG. 2, the upper surface of the
図3は図1のA−A断面図である。図3において、液晶表示パネル10は外側に湾曲している。詳細は後述するが、湾曲した前面フレーム11によってもともとフラットな液晶表示パネル10を湾曲させている。液晶表示パネル10の背面にはバックライト20が設置されるが、図3においては、バックライト20部は蛍光管30のみ記載して、他の光学部品は省略してある。バックライト20は背面フレーム12に収容されている。
3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. In FIG. 3, the liquid
図3において、蛍光管30は曲率半径R2をもって湾曲し、液晶表示パネル10は曲率半径R1をもって湾曲している。蛍光管30前面と液晶表示パネル10の背面との距離はdを液晶表示装置全面において一定とすることによって画面の輝度を均一にすることができるとともに、光学設計を容易とすることが出来る。部品のばらつき、組み立て精度等によって蛍光管30前面と液晶表示パネル10の背面との距離dはばらつくが、dの値を表示装置全面において、10%以内とすることによって、画面の輝度は一定に保つことが出来る。
In FIG. 3, the
図4は図1のA−A断面における部品を分離した状態での詳細断面図である。図4において、金属で形成された前面フレーム11の内側には前面板13が設置されている。前面板13はアクリル等の透明樹脂で形成されており、厚さは0.5mm程度である。前面板13はプレスによって所定の曲率を有するシリンドリカルな面となるように形成されている。前面板13は液晶表示パネル10を機械的に保護する役割も持っているので、比較的厚く0.5mm程度に形成されている。
FIG. 4 is a detailed cross-sectional view in a state in which the parts in the AA cross section of FIG. 1 are separated. In FIG. 4, a
前面板13の下には液晶表示パネル10が設置される。液晶表示パネル10は液晶セルに上偏光板103と下偏光板104が接着されたものである。液晶セルは薄膜トランジスタ(TFT)や画素電極が形成されたTFT基板101と、カラーフィルタ等が形成されたカラーフィルタ基板102と、TFT基板101とカラーフィルタ基板102の間に挟持された液晶とから構成されている。画素毎に液晶分子に印加する電圧を映像信号によって制御することによってバックライト20からの光を制御して画像を形成する。
A liquid
液晶で光を制御するためには光は偏光されている必要があるので、下偏光板104によってバックライト20からの光を偏光する。この偏光光を液晶で制御し、液晶セルを透過してきた光を上偏光板103によって再び偏光(検光)することによって、人間が画像を認識することが出来る。
Since the light needs to be polarized in order to control the light with the liquid crystal, the light from the
図5は図4におけるバックライト20よりも上の液晶表示パネル10部分の分解斜視図である。図5におけるバックライト20の詳細は省略されている。図5において、前面フレーム11、前面板13はプレスによって予め所定の曲率が形成されていることは前述したとおりである。図5において、液晶セル、上偏光板103、下偏光板104はもともと平板であるが、曲率を持った前面板13あるいは前面フレーム11に沿わせることによって曲率を持たせている。ここで、液晶セルはガラスで構成されているが、液晶セルを製作した後、TFT基板101およびカラーフィルタ基板102を研磨することによって薄くし、容易に曲面を持つことが出来るようにしている。
FIG. 5 is an exploded perspective view of the portion of the liquid
ガラスをどの程度湾曲することができるかはガラスの板厚との兼ね合いで決まる。図6(a)は液晶表示パネル10の板厚とガラスを破壊せずに湾曲することが出来る範囲を示す図である。図6(b)は図6(a)のパラメータを示す図である。図6(b)に示すように、液晶表示パネル10はTFTや画素電極が形成されたTFT基板101と、カラーフィルタ等が形成されたカラーフィルタ基板102を有し、TFT基板101とカラーフィルタ基板102の間に液晶が挟持されている。そして液晶はシール材113によってシールされている。
The degree to which the glass can be curved is determined by the balance with the thickness of the glass. FIG. 6A is a diagram showing the thickness of the liquid
液晶表示パネル10を構成するガラス基板は例えば、0.7mm、あるいは0.5mmというように規格化されている。したがって、より曲率をつけるためにガラス基板を薄くする場合は、液晶表示パネル10を形成後、ガラス基板の外側を研磨して薄くする。研磨は機械研磨と化学研磨が併用される。この場合、TFT基板101とカラーフィルタ基板102の両方を研磨する。液晶層114は数μmであり、液晶表示パネル10全体の厚さtを考えれば無視することが出来る。
The glass substrate which comprises the liquid
図6において、縦軸は液晶表示パネル10の曲率半径である。この曲率半径の定義は図6(b)に示すように、液晶表示パネル10内側の曲率半径である。図6(a)における横軸のガラス厚さとは液晶表示パネル10全体の厚さtを表す。すなわち、図6(a)において横軸が0.2mmのときはTFT基板101またはカラーフィルタ基板102の厚さは0.1mmである。
In FIG. 6, the vertical axis represents the radius of curvature of the liquid
図6(a)における直線Gはガラスの破壊限界線を示す。すなわち、直線Gよりも下であると、ガラス基板が破壊し、この直線より上であればガラス基板が破壊することは無い。曲率半径をRとし、液晶表示パネル10の厚さをtとしたとき、直線GはR=400tの関係になる。すなわち、曲率半径Rが厚さの400倍以下になるとガラス基板が破壊することになる。しかしながら、ガラスにキズ等が存在すれば、直線Gよりわずかに上側でもガラスは破壊する。したがって、実際の製品では直線Gの2倍の裕度を持たせ、R=800tの直線上あるいはそれよりも上側の領域を使用することが望ましい。製品では、ガラス基板と曲率の関係では、図6(a)に示すように、直線Gよりも上側に余裕をもって設定される。
A straight line G in FIG. 6 (a) indicates a glass breaking limit line. That is, if it is below the straight line G, the glass substrate is broken, and if it is above this straight line, the glass substrate is not broken. When the radius of curvature is R and the thickness of the liquid
図4に戻り、下偏光板104の下には光学部品を含むバックライト20が設置されている。バックライト20は背面フレーム12、光源、拡散板205、および種々の光学シートから構成される。図4において、背面フレーム12の内側は反射面となっており、蛍光管30の光を液晶表示パネル10側に反射して蛍光管30からの光の利用効率を上げている。蛍光管30はソケット31を介して背面フレーム12に設置される。蛍光管30は曲率半径R2を持って液晶表示パネル10側に湾曲している。液晶表示パネル10と蛍光管30の距離を一定値以内に保つためである。
Returning to FIG. 4, a
蛍光管30を出た光、あるいは、背面フレーム12で反射した光は先ず、拡散板205に入射する。拡散板205は板厚2mm程度のポリカーボネートで形成され、ある程度の剛性を持っている。拡散板205は成型時に、液晶表示パネル10の画面の曲面と同じ曲率を持つように形成される。そして、各光学シートはこの拡散板205に沿った形で湾曲する。
The light exiting the
拡散板205は光源からの光を均一にする役割を有する。すなわち、拡散板205によって、蛍光管30の部分のみが明るくなって、画面の輝度が不均一になるのを防止する。拡散板205は光を拡散させるために、光の透過率は、ある程度は犠牲になる。拡散板205を出た光は下拡散シート204を透過する。下拡散シート204は拡散板205から出た光をさらに均一にする役割を持つ。
The
下拡散シート204の上には下プリズムシート203が設置される。下プリズムシート203には一定ピッチで例えば、画面横方向に延在するプリズムが多数形成されており、バックライト20から画面の縦方向に広がろうとする光を液晶表示パネル10の画面鉛直方向に集束する。すなわち、プリズムシートを使用することによって正面輝度を上げることが出来る。下プリズムシート203の上には上プリズムシート202が設置される。上プリズムシート202には一定ピッチで下プリズムシート203とは直角方向、例えば、画面縦方向に延在するプリズムが多数形成されている。これによって、バックライト20から、画面横方向に広がろうとする光を液晶表示パネル10の面と鉛直方向に集束する。このように、下プリズムシート203と上プリズムシート202を用いることによって画面の縦、横方向に広がろうとする光を画面の鉛直方向に集束することが出来る。
A
上プリズムシート202の上には上拡散シート201が設置されている。プリズムシートには一定方向に延在するプリズムが例えば、50μmピッチで形成されている。すなわち、50μmのピッチによって明暗の縞が形成されることになる。一方、液晶表示パネル10には、一定ピッチで走査線が画面横方向に、あるいはデータ信号線が画面縦方向に形成されている。したがって、走査線ピッチあるいはデータ信号線のピッチによって明暗の縞が形成される。そうするとプリズムの明暗の縞と液晶表示パネル10の明暗の縞とが干渉を起こし、モアレを発生する。上拡散シート201は拡散作用によってこのモアレを軽減する役割を有する。
An
以上説明した光学シートは拡散板205の上に載置される。各光学シートは50μmから150μm程度と薄いために、拡散板205の上に載置するだけで拡散板205と同様な曲率となる。一方液晶表示装置はフレーム内に収容されることによってフレームに予め形成された曲面と同様な曲率をもつことになる。したがって、光源である蛍光管30と液晶表示パネル10との距離は一定に設定することが出来、画面の輝度を一定にすることが出来る。
The optical sheet described above is placed on the
また、図2に示すように、本実施例では、長い蛍光管30を画面の横方向長辺に沿って(横方向)設置し、短辺方向(縦方向)に配列している。したがって、蛍光管30を立てて横方向に配列する場合よりも少ない蛍光管30の数で、画面の輝度を均一にすることが出来る。
As shown in FIG. 2, in this embodiment,
以上のように、本実施例によれば、水平方向に湾曲したシリンドリカルな画面に対して湾曲した蛍光管30を用いて水平方向に蛍光管30を設置するので、重力によって水銀の蒸気が蛍光管30の一方の端に集まるという問題を回避することが出来る。これによって、蛍光管30の寿命を向上することができ、したがて、表示装置の寿命を向上することが出来る。さらに縦方向よりも横方向に長い画面において、蛍光管30の数を減らすことが出来る。
As described above, according to this embodiment, since the
実施例1は液晶表示装置の画面が外側に凸の場合である。液晶表示装置を利用した本発明の利点は画面が凹の場合も形成できることである。画面が凹の場合は液晶表示装置の特徴をさらに生かすことが出来る。 Example 1 is a case where the screen of the liquid crystal display device is convex outward. An advantage of the present invention using a liquid crystal display device is that it can be formed even when the screen is concave. When the screen is concave, the characteristics of the liquid crystal display device can be further utilized.
図7は液晶表示パネル10の視野角特性である。液晶表示パネル10の画質の問題点の一つは、画面を視る角度によって、輝度、色度等が変化することである。図7は通常のTN方式の液晶表示装置における視野角特性である。図7において、縦軸は輝度を表す。画面鉛直方向から見た場合の輝度を100%としている。図7の横軸は画面を見る角度である。すなわち、鉛直方向から画面を見た場合を0度とし、鉛直方向からずれる角度を横軸に取っている。図7に示すように、液晶画面を垂直方向から30度ずらしてみると輝度は40%近くにまで減少してしまうことになる。また、輝度の減少は各色ごとに異なるために、視野角によって色が変化してしまうという問題も生ずる。
FIG. 7 shows viewing angle characteristics of the liquid
この視野角特性は液晶表示装置の方式によって異なる。例えば、液晶分子をTFT基板101と平行方向に回転させることによって光の透過を制御するIPS(In Plane Switching)方式の液晶は、通常のTN方式の液晶に比して優れた視野角特性を示す。いずれにせよ、画面が平面あるいは画面が外側に凸の場合は液晶表示パネル10の視野角特性を向上させて対処する必要がある。
This viewing angle characteristic varies depending on the method of the liquid crystal display device. For example, an IPS (In Plane Switching) type liquid crystal that controls light transmission by rotating liquid crystal molecules in a direction parallel to the
図8は本実施例による液晶表示装置の外観図である。図8は図1と異なり画面は外側に凹の曲面を有している。画面が外側に凹である他は図1と同様である。すなわち、外側に凹となっているフレーム内に液晶表示パネル10を設置することによって、液晶表示パネル10を湾曲させ、曲面を持った画面を形成する。液晶表示パネル10をガラスで製作する場合、液晶表示パネル10の曲率半径と液晶表示パネル10の厚さとの関係は図6と同様である。液晶表示パネル10の背面にはバックライト20が設置されている。
FIG. 8 is an external view of the liquid crystal display device according to this embodiment. 8 differs from FIG. 1 in that the screen has a concave curved surface on the outside. 1 except that the screen is concave outward. That is, by installing the liquid
図9は図8のバックライト20の概略図である。図9では蛍光管30以外の光学部品は省略されている。図9の蛍光管30は曲率半径R2をもって湾曲しており、また、図9におけるバックライト20の上面は拡散シートであるが、この拡散シートは液晶表示パネル10と同様な曲率半径R1で湾曲している。R1とR2とは僅かな差である。したがって、R1とR2を同じとしても蛍光管30と液晶表示パネル10との距離はほぼ一定に保つことが出来る。蛍光管30をこのように配置することによって、蛍光管30の寿命を向上させ、かつ、表示装置における蛍光管30の数を減らすことが出来ることは実施例1と同様である。
FIG. 9 is a schematic view of the
本実施例のように、画面が外側に凹の場合は液晶ディスプレイの視野角特性の改善に非常に効果がある。図10にこの様子を示す。液晶画面を正面から見る場合、視野角が問題となるのは、画面周辺である。したがって、図10に示すように、画面周辺が外側に凹となっている場合は、画面がフラットの場合に比較して、液晶画面をみる角度がより直角に近くなる。すなわち、画面正面を見る場合に近くなる。 If the screen is concave outward as in this embodiment, it is very effective in improving the viewing angle characteristics of the liquid crystal display. FIG. 10 shows this state. When viewing the liquid crystal screen from the front, the viewing angle becomes a problem at the periphery of the screen. Therefore, as shown in FIG. 10, when the periphery of the screen is concave outward, the angle at which the liquid crystal screen is viewed is closer to a right angle than when the screen is flat. That is, it is close when viewing the front of the screen.
図7に示すように、視野角が20度ほど改善されるだけで、輝度特性は大幅に向上する。色差についても同様である。このような効果は、自動車のディスプレイのように、ディスプレイを見る位置が固定されている場合には特に効果がある。図10に示すように、ディスプレイを見る位置をディスプレイの曲率半径と一致させるとディスプレイ画面のどの位置を見ても正面から見たと同様な鮮明が画像を見ることが出来る。例えば、自動車のディスプレイの場合、ディスプレイと人間の距離を50cmとすれば、ディスプレイの曲率半径を50cmとすることによって、ディスプレイの全画面にわたって正面から見たと同様な画像を得ることが出来る。ディスプレイの曲率を十分につけられない場合であっても、わずかな曲率を設けるだけで大きな効果を挙げることが出来る。 As shown in FIG. 7, the luminance characteristics are greatly improved only by improving the viewing angle by about 20 degrees. The same applies to the color difference. Such an effect is particularly effective when the position where the display is viewed is fixed, such as an automobile display. As shown in FIG. 10, if the position where the display is viewed matches the radius of curvature of the display, any position on the display screen can be viewed as clearly as when viewed from the front. For example, in the case of an automobile display, if the distance between the display and a person is 50 cm, the curvature radius of the display is set to 50 cm, so that an image similar to that seen from the front can be obtained over the entire screen of the display. Even if the curvature of the display is not sufficient, a great effect can be obtained by providing a slight curvature.
図11はディスプレイがTVの場合の説明図である。図11において、ディスプレイを構成する液晶表示パネル10は外側に凹の曲面を有している。TVの場合、TVを見る最適の位置は画面から、画面の垂直径Hの2倍から4倍の位置であるとされている。図11は人間が画面から3Hの位置でTVを見ているとした例である。
FIG. 11 is an explanatory diagram when the display is a TV. In FIG. 11, the liquid
この位置でTVを見る場合、画面の曲率半径が3Hであれば、画面のどの位置を見ても画面中央を見たと同様の鮮明な画像を見ることが出来る。なお、液晶表示パネル10の場合は画面の上下方向には水平方向に比較して視野角特性が大きく変化することはない。したがって、曲率は画面水平方向につけておけばよい。
When watching TV at this position, if the radius of curvature of the screen is 3H, a clear image similar to that seen at the center of the screen can be seen at any position on the screen. In the case of the liquid
例えば、アスペクト比が16:9の37インチのTVを見る場合、画面の垂直の長さは46cmである。そうすると、3Hの位置は約1.4mである。したがって、画面に1400mmの曲率半径を設けておけば、画面全体にわたって良好な画像を得ることが出来る。一方、TVを見る最適な位置が画面垂直径Hの4倍すなわち、4Hの位置がよいと考えれば、画面の水平方向の曲率半径を4Hとすればよい。ちなみに、この場合37インチのTVであれば、約1870mmの曲率半径をつければよい。 For example, when viewing a 37-inch TV with an aspect ratio of 16: 9, the vertical length of the screen is 46 cm. Then, the position of 3H is about 1.4 m. Therefore, if a curvature radius of 1400 mm is provided on the screen, a good image can be obtained over the entire screen. On the other hand, if the optimal position for watching TV is four times the screen vertical diameter H, that is, the position of 4H is good, the curvature radius in the horizontal direction of the screen may be set to 4H. Incidentally, in this case, if it is a 37-inch TV, a radius of curvature of about 1870 mm may be provided.
TV等では、液晶表示装置のバックライト20に使用される光学シートは、必ずしも図4に示すような構成である必要は無い。TV等の場合は、電池ではなく、商用電力を使用することが出来るために、バックライト20の消費電力はノートパソコンや携帯電話のような場合に比して、それほど問題にならない。一方、バックライト20からの光の集束はそれほど必要とはされない。したがって、図4に示す下プリズムシート203、上プリズムシート202等を省略することが出来る。一方、場合によっては、拡散シートを複数使用することもありうる。
In a TV or the like, the optical sheet used for the
以上のように、本実施例は、バックライト20の湾曲した蛍光管30を用いることによって、蛍光管30の寿命を向上し、かつ蛍光管30の本数を減らすことができるとともに、視野角特性を向上できるので、液晶TVに非常に適している。また、自動車用のディスプレイのように、見る位置が常に固定しているようなシステムでも本実施例は非常に適している。
As described above, in this embodiment, by using the
実施例1および実施例2では、蛍光管30を特定の曲率によって湾曲している。蛍光管30は真直ぐな棒状の蛍光管30を形成したあと、所定の曲率になるように湾曲させる。真直ぐな棒状の蛍光管30を一定の曲率半径を持って湾曲させることが困難な場合もありうる。図12のような形状の蛍光管30を使用すれば、かならずしも、蛍光管30を一定の曲率半径を持って湾曲させる必要は無い。
In Example 1 and Example 2, the
図12は蛍光管30の2箇所において、曲率半径r1をもって曲げ、他の部分、s1、s2等は直線である。この場合も蛍光管30の端部と端部の間における、液晶表示パネル10と蛍光管30との距離の平均をmとしたときに、各場所における蛍光管30と液晶表示パネル10との距離がmの値から大きく離れないようにする必要がある。例えば、ディスプレイの中央における蛍光管30と液晶表示パネル10との距離d1とディスプレイの周辺における蛍光管30と液晶表示パネル10との距離d2はm±10%以内とすることが望ましい。
In FIG. 12, the two portions of the
図13は液晶表示パネル10がより大きな画面の場合、または、曲率半径が小さいような場合である。図13においては、蛍光管30を4箇所において、曲率半径r2あるいは曲率半径r3で曲げている。そしてその他の部分、s1、s2、s3は直線である。この場合もディスプレイの中央、中間、周辺における蛍光管30と液晶表示パネル10と距離d1、d2、d3は、液晶表示パネル10と蛍光管30との距離の平均をmのm±10%以内とすることが望ましい。
FIG. 13 shows a case where the liquid
また、図12および図13における蛍光管30のs1、s2、s3等直線ではなく、屈曲部の曲率半径r1、r2、r3等よりも大きい曲率半径をもった曲線であっても良い。
12 and 13 may be a curve having a radius of curvature larger than the radius of curvature r1, r2, r3, etc. of the bent portion instead of the straight line such as s1, s2, s3 of the
以上の例は液晶表示パネル10が特定の曲率半径を持って湾曲している。しかし用途によっては、液晶表示パネル10の曲率半径が例えば、中央付近では大きな曲率半径を持ち、周辺部分では小さな曲率半径を持つ場合もありうる。このような場合、図12あるいは図13に示すような蛍光管30を用いることによって、蛍光管30と液晶表示パネル10の距離を特定の値以内とすることが容易になる。
In the above example, the liquid
10…液晶表示パネル、11…前面フレーム、 12…背面フレーム、 13…前面板、 20…バックライト、 30…蛍光管、 31…ソケット、 101…TFT基板、 102…カラーフィルタ基板、 103…上偏光板、 104…下偏光板、 113…シール材、 114…液晶層、 201…上拡散シート、 202…上プリズムシート、 203…下プリズムシート、 204…下拡散シート、 205…拡散板。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記液晶表示パネルは横方向に曲率を有するシリンドリカルな曲面となっており、前記バックライトには前記液晶表示パネルと同じ方向に湾曲した蛍光管が横方向に設置されていることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal is sandwiched between the TFT substrate on which the pixel electrode and the TFT are formed, a color filter substrate on which the color filter is formed, and the color filter substrate and the TFT substrate. A liquid crystal display panel on which a plate is attached and a lower polarizing plate is attached under the TFT substrate; and a liquid crystal display device having a backlight,
The liquid crystal display panel has a cylindrical curved surface having a curvature in the horizontal direction, and the backlight is provided with a fluorescent tube curved in the same direction as the liquid crystal display panel in the horizontal direction. Display device.
前記液晶表示パネルは横方向に曲率を有するシリンドリカルな曲面となっており、前記バックライトには液晶表示パネルと同じ方向に湾曲した拡散板と、前記表示領域と同じ方向に湾曲した蛍光管が横方向に設置されており、
前記液晶表示パネルは前記フレームと前記拡散板とに挟持されることによって水平方向に曲面を有することを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal is sandwiched between the TFT substrate on which the pixel electrode and the TFT are formed, a color filter substrate on which the color filter is formed, and the color filter substrate and the TFT substrate. A liquid crystal display panel having a plate attached and a lower polarizing plate attached to the lower side of the TFT substrate; a liquid crystal display device having a frame and a backlight that covers and surrounds the periphery of the liquid crystal display panel Because
The liquid crystal display panel has a cylindrical curved surface having a curvature in the horizontal direction, and the backlight has a diffusion plate curved in the same direction as the liquid crystal display panel and a fluorescent tube curved in the same direction as the display area. Installed in the direction,
The liquid crystal display device, wherein the liquid crystal display panel has a curved surface in a horizontal direction by being sandwiched between the frame and the diffusion plate.
前記液晶表示パネルは横方向に曲率を有するシリンドリカルな曲面となっており、前記バックライトには屈曲部を有する蛍光管が横方向に設置されており、前記蛍光管と前記液晶表示パネルとの距離は、前記蛍光管と前記液晶表示パネルとの距離の平均をmとしたときに、m±10%以内であることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal is sandwiched between the TFT substrate on which the pixel electrode and the TFT are formed, a color filter substrate on which the color filter is formed, and the color filter substrate and the TFT substrate. A liquid crystal display panel on which a plate is attached and a lower polarizing plate is attached under the TFT substrate; and a liquid crystal display device having a backlight,
The liquid crystal display panel has a cylindrical curved surface having a curvature in the horizontal direction, and a fluorescent tube having a bent portion is installed in the horizontal direction in the backlight, and the distance between the fluorescent tube and the liquid crystal display panel Is a liquid crystal display device that is within m ± 10%, where m is the average distance between the fluorescent tube and the liquid crystal display panel.
前記液晶表示パネルは横方向に曲率を有するシリンドリカルな曲面となっており、前記バックライトには曲率半径の大きな部分と曲率半径の小さな部分とを有する蛍光管が横方向に設置されており、前記蛍光管と前記液晶表示パネルとの距離は、前記蛍光管と前記液晶表示パネルとの距離の平均をmとしたときに、m±10%以内であることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal is sandwiched between the TFT substrate on which the pixel electrode and the TFT are formed, a color filter substrate on which the color filter is formed, and the color filter substrate and the TFT substrate. A liquid crystal display panel on which a plate is attached and a lower polarizing plate is attached under the TFT substrate; and a liquid crystal display device having a backlight,
The liquid crystal display panel has a cylindrical curved surface having a curvature in the horizontal direction, and the backlight is provided with a fluorescent tube having a large curvature radius part and a small curvature radius part in the lateral direction, The distance between the fluorescent tube and the liquid crystal display panel is m ± 10% or less, where m is the average distance between the fluorescent tube and the liquid crystal display panel.
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