JP5059525B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は液晶表示装置に係り、特に表示画面が曲面となっている液晶表示装置に関する。

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。

一方、液晶表示装置は薄くすることが出来るという点から色々な場所へ設置できる可能性を有している。設置場所は平坦な面に限らず、曲面を有した場所にも設置したいという要望もある。曲面を有した設置場所としては、例えば、円柱、電車、バス等の壁面等である。一方、ディスプレイ装置自体を曲面にする必要がある装置も存在する。例えば、パチンコ、スロットマシーン遊技機、ゲームセンタに存在する各種遊技機である。このような遊技機のディスプレイに液晶表示装置を使用しようとすると、液晶表示装置を湾曲する必要がある。

しかし、湾曲したガラス基板等を使用して液晶表示パネルを製造するのは非常に難しい。そこで、フラットなガラス基板を使用してフラットな液晶表示パネルを製造し、その後、液晶表示パネルを湾曲させることが行なわれている。フラットな液晶表示パネルを均一に湾曲させることには工夫を要する。

「特許文献１」には、ガラス基板を用いて形成したフラットな液晶表示パネルに貼り付けられる偏光板を特殊なものを使用して液晶表示パネルを湾曲する技術が記載されている。すなわち、偏光板を加熱あるいは加湿した場合に、偏光板の吸収軸に沿って湾曲する偏光板を液晶表示パネルに貼り付けることによって液晶表示パネルを湾曲するものである。

「特許文献２」には、フラットな液晶表示パネルを湾曲させる際、凹面側に１軸延伸フィルムを貼り付け、この液晶表示パネルを４０℃から２００℃の雰囲気中に１０分から２４時間放置することによって湾曲させる技術が記載されている。すなわち、１軸延伸フィルムが延伸方向で収縮することを利用して液晶表示パネルを湾曲させるものである。

特開平８−２８６１７４号公報 特開２００６−１０６０７９号公報

液晶表示装置では、液晶の性質から視野角依存特性がある。すなわち、フラットな液晶表示画面を鉛直方向からずれた方向から視ると明るさが低下する、あるいは、色合いが変化する現象である。この現象は液晶分子を横方向の電界によって制御するＩＰＳ（In Plane Switching）方式の液晶表示装置等では緩和されるが、ゼロになるわけではない。

このようにフラットな液晶表示パネルでも視野角依存性があるので、画面を曲面にした場合は、この視野角依存性はさらに顕著に現れることになる。例えば、画面を凸にしたような場合は、バックライトから透過してくる画面周辺の光は外側に向かう。したがって、画面中央から画面周辺を見た場合は、液晶の視野角依存性と、バックライトからの光の向きが外側に向かう現象とが重畳されて画面周辺が暗くなるという問題を生ずる。

特許文献１および特許文献２にはこのような、画質の問題については記載も示唆も無い。本発明の課題は、バックライト方式で画面が曲面を有する液晶表示装置において、液晶表示装置を正面から見た場合に、画面周辺が暗くなる現象を対策することである。

本発明は、液晶表示パネルの画面を外側に凸状とする場合、拡散シートも外側に凸状とすることにより、拡散シートのレンズ作用によって画面周辺におけるバクライトからの光を画面の正面方向に向けるものである。また、拡散シートの曲率半径を液晶表示パネルの曲率半径に対して変化させることによって画面正面方向の輝度を制御するものである。

さらに、拡散板の曲率、光源である蛍光管の配置方法によって画面正面方向の輝度を制御するものである。さらに、拡散シートおよび拡散板を最適曲面にすることの他に、曲面を有するフレネルレンズを設置することによって画面正面方向の輝度をさらに改善することが出来る。

液晶表示パネルの画面を外側に凹状とする場合にも、拡散シートの曲率、光源である蛍光管の配置によって画面周辺の正面から見たときの輝度を改善することが出来る。具体的な手段は次のとおりである。

（１）外側に凸状となった液晶表示パネルと外側に凸状となった拡散シートを有するパネルユニットと、前記パネルユニットの背面には拡散板が配置され、前記拡散板の背面には複数の蛍光管が配置された液晶表示装置であって、前記拡散シートは前記液晶表示パネルの背面に沿って湾曲していることを特徴とする液晶表示装置。
（２）前記拡散板は平面状であることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（３）前記拡散板は画面外側に対して凹状の曲面を有していることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（４）前記複数の蛍光管は平面状に配置されていることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（５）前記複数の蛍光管は曲面状に配置され、前記曲面は画面外側に対して凹状であることを特徴とする（１）に記載の表示装置。

（６）外側に凸状となった液晶表示パネルと前記表示パネルの背面には外側に凸状となった拡散シートが設置され、前記拡散シートの背面には拡散板が配置され、前記拡散板の背面には複数の蛍光管が配置された液晶表示装置であって、前記液晶表示パネルの曲率半径よりも前記拡散シートの曲率半径が大きいことを特徴とする液晶表示装置。
（７）前記複数の蛍光管は平面状に配置されていることを特徴とする（６）に記載の表示装置。
（８）前記複数の蛍光管は曲面状に配置され、前記曲面は画面外側に対して凹状であることを特徴とする（６）に記載の表示装置。

（９）外側に凸状となった表面板と外側に凸状となったフレネルレンズとで液晶表示パネルと拡散シートが挟持され、前記フレネルレンズの背面には拡散板が配置され、前記拡散板の背面には複数の蛍光管が配置された液晶表示装置であって、前記液晶表示パネルと前記拡散シートと前記フレネルレンズとは同じ曲率半径を有していることを特徴とする液晶表示装置。
（１０）前記複数の蛍光管は平面状に配置されていることを特徴とする（９）に記載の表示装置。
（１１）前記複数の蛍光管は曲面状に配置され、前記曲面は画面外側に対して凹状であることを特徴とする（９）に記載の表示装置。

（１２）外側に凹状となった液晶表示パネルと外側に凹状となった拡散シートを有するパネルユニットと、前記パネルユニットの背面には拡散板が配置され、前記拡散板の背面には複数の蛍光管が配置された液晶表示装置であって前記拡散シートは前記液晶表示パネルの背面に沿って湾曲していることを特徴とする液晶表示装置。
（１３）前記複数の蛍光管は平面状に配置されていることを特徴とする（１２）に記載の表示装置。
（１４）前記複数の蛍光管は曲面状に配置され、前記曲面は画面外側に対して凹状であることを特徴とする（１２）に記載の表示装置。

（１５）外側に凹状となった液晶表示パネルと前記表示パネルの背面には外側に凹状となった拡散シートが設置され、前記拡散シートの背面には拡散板が配置され、前記拡散板の背面には複数の蛍光管が配置された液晶表示装置であって、前記液晶表示パネルの曲率半径よりも前記拡散シートの曲率半径が小さいことを特徴とする液晶表示装置。
（１６）前記複数の蛍光管は平面状に配置されていることを特徴とする（１５）に記載の表示装置。
（１７）前記複数の蛍光管は曲面状に配置され、前記曲面は画面外側に対して凹状であることを特徴とする（１５）に記載の表示装置。

本発明によれば、画面が外側に凸の液晶表示パネルにおいて、拡散シートの曲率も液晶表示パネルと同様に外側に凸の曲面とすることによって、画面を正面から見た場合の画面周辺における輝度の減少を抑えることが出来る。また、拡散シートの曲率半径を液晶表示パネルの曲率半径と異ならせることによって、画面を正面から見た場合の画面周辺における輝度の減少を所望の値に制御することが出来る。

また、液晶表示パネルおよび拡散シートの背面に配置される拡散板の曲面および、複数の蛍光管を配置する曲面を制御することによって画面を正面から見た場合の画面周辺における輝度の減少を所望の値以下に制御することが出来る。また、曲面を有するフレネルレンズを設置することによって同様な効果を上げることが出来る。

さらに、画面が外側に凹の曲面を有する液晶表示パネルの場合にも、拡散シートの曲面、蛍光管の配置曲面を変えることによって画面を正面から見た場合の画面周辺における輝度の減少を所望の値に制御することが出来る。

実施例にしたがって、本発明の詳細な内容を開示する。

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液晶表示装置である。画面の大きさは対角が９インチ、画面の曲率半径Ｒは１１５ｍｍ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ーン遊技機、ゲームセンタに存在する各種遊技機等で使用される。図１において、液晶表示装置の表示領域２は外側に湾曲している。このような液晶表示装置は、フラットな基板を用いて形成したフラットな液晶表示パネル１０を湾曲させることによって得ることが出来る。

液晶表示パネル１０は画素電極、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等が形成されたＴＦＴ基板と、画素電極に対応してカラーフィルタ等が形成されたカラーフィルタ基板とを数μｍのギャップを挟んで対向させて、該ギャップ部に液晶を挟持して構成される。そして、画素毎に画素に加わる電圧を変えることによって液晶を制御してバックライトからの光の透過率を変えることによって画像を形成する。液晶によって光の透過を制御するには光は偏向されていることが必要なので、液晶表示パネル１０の下部には下偏向板、上部には上偏向板が貼り付けられている。

本実施例ではフラットな液晶表示パネル１０を、曲面を形成した表面板１４、および裏面板１５でサンドイッチすることによって曲面としている。フラットな液晶表示パネル１０を表面板１４および裏面板１５によって曲面とするには液晶表示パネル１０の剛性は小さくなければならない。液晶表示パネル１０の剛性を小さくするためには、液晶表示パネル１０のガラス基板を薄くする必要がある。

液晶表示パネル１０を構成するためのガラス基板の厚さは０．５ｍｍあるいは０．７ｍｍのように規格化されている。極端に薄いガラス基板を使用すると、ガラス基板の剛性が小さすぎて液晶製造が困難になる。また、液晶表示パネル１０の製造装置も規格化されたガラス基板に合うように作られている。したがって、液晶表示パネル１０を湾曲可能なように薄くするためには、液晶表示パネル１０を製作後、液晶表示パネル１０の表面を機械研磨あるいは化学研磨する。そして研磨量によって液晶表示パネル１０全体の厚さを所望の値にする。

液晶表示パネル１０をどの程度の曲率まで湾曲させることが出来るかは、液晶表示パネル１０の全体の厚さとの兼ね合いで決まる。ここで、液晶表示パネル１０の厚さは２枚のガラス基板の総厚である。図２（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２（ｂ）は図２（ａ）のパラメータを示す図である。図２（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。

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。

図２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２（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２（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２（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。

図２（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２（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。

本実施例の液晶表示パネル１０の画面の曲率半径は１１５ｍｍである。液晶表示パネル１０の総厚は０．１６ｍｍである。すなわち、ＴＦＴ基板あるいはカラーフィルタ基板の板厚は０．０８ｍｍである。図２（ａ）に示すように、本実施例のような液晶表示パネル１０の板厚であれば、曲率半径１１５ｍｍは余裕を持って達成することが出来る。本実施例では、フッ化水素酸を用いた化学研磨によってガラス板厚を小さくした。

図３は本発明の第１の実施例の概略断面図である。図３において、液晶表示パネル１０の上側には上偏光板１１が貼り付けられ、下側には下偏光板１２が貼り付けられている。液晶表示パネル１０は図２（ｂ）に示すように、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板およびその間に封止された液晶とで構成されている。下偏光板１２の下には拡散シート１３が設置されている。液晶表示パネル１０上偏光板１１、下偏光板１２、拡散シート１３は表面板１４、裏面板１５によってサンドイッチされている。

表面板１４はＰＥＴで形成され、板厚は０．５ｍｍ程度である。裏面板１５はアクリルで形成され、板厚は２ｍｍから４ｍｍである。表面板１４および裏面板１５には所定の曲率が形成されている。液晶表示パネル１０は総厚が０．１６ｍｍと薄い。また、上偏光板１１、下偏光板１２とも板厚は０．１ｍｍ程度の樹脂で形成されている。拡散シート１３は厚さが０．０５ｍｍ程度の樹脂で形成されている。したがって、液晶表示パネル１０およびこれらの光学部品の剛性は表面板１４および裏面板１５に比較して剛性がはるかに小さい。その結果、表面板１４および裏面板１５に曲率が形成されていれば、液晶表示パネル１０およびその他の光学部品は表面板１４および裏面板１５の曲率に沿うことになる。液晶パネル及び光学部品の夫々の曲率半径は中心が同じである。即ち、液晶パネル及び光学部品は同軸の円筒状に形成される。

本発明では、拡散シート１３を液晶表示パネル１０の曲率に合わせて湾曲させている。拡散シート１３の役割はバックライトからの光を拡散して均一にすることである。本発明では、拡散シート１３を湾曲させることによって図４に示すように、バックライトからの光を画面中心方向に向ける役割も拡散シート１３に持たせている。図４（ａ）は拡散シート１３の曲率が小さい場合であり、図４（ｂ）は拡散シート１３の曲率が大きい場合である。すなわち、曲率が大きいほどバックライトからの光を画面中央に向ける効果が大きい。本実施例では拡散シート１３を液晶表示パネル１０と同様に凸状の曲面とすることによってバックライトの光を画面中心に向けている。

図５は拡散シート１３の透過特性である。図５において、縦軸ｙは相対輝度で、横軸ｘは拡散面、すなわち、出射光の方向である。図５のｙ軸もｘ軸もスケールは相対値である。図５において、実線で示す０度は光が拡散シート１３に対して直角に入射する場合である。点線で示す２５度は光が拡散シート１３に対して直角方向から２５度傾いた方向から入射する場合である。一点鎖線で示す５０度は光が拡散シート１３に対して直角方向から５０度傾いた方向から入射する場合である。また、二点鎖線で示す７０度は光が拡散シート１３に対して直角方向から７０度傾いた方向から入射する場合である。

図５において、０度の場合は、入射光と出射光の方向は変わらず、拡散シート１３によって拡散の効果だけを受ける。出射光のピークは入射光のピークよりも小さくなる。一方、光の入射方向が拡散シート１３に対して直角方向からずれた場合は出射光は拡散効果を受けるとともに、方向が変わる。方向が変わるとは入射光のピークの方向と出射光のピークの方向が変化するということである。

図３に戻り、液晶表示パネル１０、偏光板、拡散シート１３等が表面板１４、裏面板１５にサンドイッチされたパネルユニット２０の背面には蛍光管１８、拡散板１６、筐体１７等からなる光源ユニット３０が設置されている。図３において、光源となる複数の冷陰極管は平面に配置されている。冷陰極管は筐体１７内に設置され、筐体１７の内側は反射面となっており、冷陰極管からの光を液晶表示パネル１０側に向ける。筐体１７の内側を反射面とする代わりに筐体１７内に反射シートを設置する場合もある。

図３において、蛍光管１８を含む筐体１７の上部には拡散板１６が設置されている。拡散板１６の役割は光源からの光を拡散して均一な光をパネルユニット２０に供給することである。すなわち、光源は複数の蛍光管１８から構成されており、そのままでは蛍光管１８のある部分と無い部分の明るさ分布が画面に現れることになる。拡散板１６はこの現象を防止し、光源ユニット３０から均一な光をパネルユニット２０に供給する役割を有する。拡散板１６を出た光はパネルユニット２０内の拡散シート１３によってさらに均一な光となる。拡散板１６は板厚が２ｍｍ程度のポリカーボネートで形成されており、剛性を有している。

本実施例によれば、液晶表示パネル１０を凸面形状とした場合であっても、拡散シート１３を液晶表示パネル１０と同じ曲率とすることによって画面正面方向から視認した場合の特に画面周辺における輝度の低下を防止することが出来る。また、本実施例によれば、光源ユニット３０を複雑な構成としなくとも上記効果を得ることが出来る。

図４および図５からわかるように、拡散シート１３に曲率を持たせることによって画面正面の明るさを変化させることが出来る。図６は拡散シート１３の曲率半径を変化させた場合の出射光の方向を示す模式図である。図６（a）は例えば、実施例１のように、液晶表示パネル１０と拡散シート１３の曲率半径が同じ場合である。図６（ｂ）は拡散シート１３の曲率半径が液晶表示パネル１０の曲率半径よりも小さな場合である。すなわち、正面輝度を大きくしたい場合は、拡散シート１３の曲率半径を小さくすればよい。一方、正面輝度だけでなく、画面を斜め方向から見た場合の輝度も重視したい場合は拡散シート１３の曲率を大きくすればよい。すなわち、用途によって拡散シート１３の曲率半径を使い分ければよい。

図７は本発明の第２の実施例である。図７において、パネルユニット２０は液晶表示パネル１０、下偏光板１２、および上偏光板１１を表面板１４と裏面板１５でサンドイッチしている。本実施例ではパネルユニット２０には拡散シート１３が含まれていない他は実施例１と同様な構成である。本実施例では拡散シート１３はパネルユニット２０とは別途設置されている。

本実施例では、拡散シート１３は補助板１９上に設置されている。補助板１９はパネルユニット２０の裏面板１５と同じ構成である。すなわち、厚さが２ｍｍ程度のアクリル板で形成されている。拡散シート１３をパネルユニット２０と別途設置する目的は、拡散シート１３の曲率半径をパネルユニット２０と異ならせるためである。図７における補助板１９はパネルユニット２０よりも大きな曲率が形成されている。

補助板１９は厚さ２ｍｍ程度のアクリルで形成されているために、剛性を有しており、設定した曲率半径を維持することが出来る。拡散シート１３は０．０５ｍｍ程度であるので、曲面が形成された補助板１９に沿って補助板１９と同様な曲面に湾曲する。拡散シート１３と補助板１９は接着材によって接着する。なお、拡散シート１３は補助板１９が平面の状態で接着し、その後、補助板１９と拡散シート１３を同時に湾曲させてもよい。

バックライトユニットの構成は図３に示す実施例１の場合と同様である。本実施例によれば、拡散シート１３の曲率半径を液晶表示パネル１０の曲率半径よりも大きくすることによって、正面輝度を所定の値に設置するとともに、画面を斜め方向から見た場合の輝度が極端に小さくならないように調整することが出来る。

本実施例の構成を図８に示す。本実施例は画面正面から画面を見た場合の輝度をさらに大きくしたい場合である。この場合の輝度は画素正面から見た場合の、画面周辺の輝度を向上させるという意味も含む。図８において、パネルユニット２０は図３に示す実施例１と同様である。実施例１と異なるところは光源ユニット３０の拡散板１６である。

図８に示すように、本実施例では、拡散板１６に対して凹曲面を形成することによって画面正面輝度を実施例１の場合よりもさらに向上させている。拡散板１６は厚さ２ｍｍ程度のポリカーボネートで形成されているので、プレス等で曲面を形成すれば、その曲面を維持することが出来る。

図９（ａ）は平面である拡散板１６に光が入射した場合の光路である。拡散板１６が平面の場合は、光は屈折するだけで光の向きは変化しない。図９（ｂ）は拡散板１６が凹曲面の場合の光路を示す。図９（ｂ）からわかるように、光は凹曲面の中心に集められる。すなわち、図８のような凹曲面の拡散板１６を用いることによってバックライトからの光を画面中心方向に集めることが出来る。

図１０は拡散板１６の透過特性である。図１０において、縦軸ｙは相対輝度で、横軸ｘは拡散面、すなわち、出射光の方向である。図１０のｙ軸もｘ軸もスケールは相対値である。図１０において、実線で示す０度は光が拡散板１６に対して直角に入射する場合である。点線で示す３０度は光が拡散板１６に対して直角方向から３０度傾いた方向から入射する場合である。一点鎖線で示す６０度は光が拡散板１６に対して直角方向から６０度傾いた方向から入射する場合である。また、二点鎖線で示す８０度は光が拡散板１６に対して直角方向から８０度傾いた方向から入射する場合である。

図１０において、０度の場合は、入射光と出射光の方向は変わらず、拡散板１６によって拡散の効果だけを受ける。出射光のピークは入射光のピークよりも小さくなる。一方、光の入射方向が拡散板１６に対して直角方向からずれた場合は出射光は拡散効果を受けるとともに、方向が変わる。方向が変わるとは入射光のピークの方向と出射光のピークの方向が変化するということである。

本実施例におけるパネルユニット２０は実施例１と同様である。すなわち、パネルユニット２０内には凸面形状に設置された拡散シート１３が設置されており、この拡散シート１３はバックライトの光を画面正面方向に集める。本実施例では上記説明したように、凹面形状とした拡散板１６によってバックライトの光がさらに画面中央方向に集められるので実施例１よりも正面輝度をさらに向上させることが出来る。

図１１は本発明の第４の実施例である。図１１において、パネルユニット２０は次のような構成となっている。すなわち、液晶表示パネル１０に上偏光板１１、下偏光板１２が貼り付けられ、下偏光板１２の下には拡散シート１３が設置されていることは実施例１と同様である。本実施例はこれらの液晶表示パネル１０等を表面板１４とフレネルレンズ２１によってサンドイッチし、曲面を形成している。

図１１において、表面板１４は厚さ０．５ｍｍ程度のＰＥＴで形成されていることは実施例１と同様である。本実施例では裏面板１５のかわりにフレネルレンズ２１を使用している。フレネルレンズ２１は厚さ２ｍｍから４ｍｍ程度のアクリル板で形成されているので、実施例１の裏面板１５と同様に、剛性を有している。したがって、プレス等によってフレネルレンズ２１に曲面を形成するとその曲面は維持される。そして、液晶表示パネル１０およびその他の光学部品は表面板１４とフレネルレンズ２１にサンドイッチされることによって所定の曲率を持つことになる。本実施例の光源ユニット３０は実施例１と同様である。

本実施例において、フレネルレンズ２１を用いる理由は次のとおりである。フレネルレンズ２１は凸レンズと同様に光を光軸方向に集める性質を持っている。図１２はフレネルレンズ２１のレンズ作用を示す模式図である。図１２において、バックライトからの光はフレネルレンズ２１の光軸に平行に入射する。この光はフレネルレンズ２１によってレンズ作用を受け、光を光軸方向に屈折させる。

本実施例におけるパネルユニット２０内の拡散シート１３も実施例１で説明したように、バックライトからの光を光軸方向に曲げる。したがって、本実施例ではフレネルレンズ２１の作用と拡散シート１３の作用が重畳してバックライトからの光を画面の正面方向に向ける。したがって、本実施例では、凸形状の画面において、実施例１よりもさらに画面の正面輝度を向上させることが出来る。

本実施例の構成を図１３に示す。図１３において、液晶表示パネル１０を含むパネルユニット２０は実施例１と同様である。すなわち、パネルユニット２０内に液晶表示パネル１０と同一の曲率を有する拡散シート１３を設置することによってバックライトからの光を画面正面の方向に向けることが出来る。そして、液晶表示パネル１０および拡散シート１３等の光学部品は表面板１４と裏面板１５によってサンドイッチされることによって曲率が形成される。

本実施例は光源ユニット３０が実施例１とは異なっている。本実施例では筐体１７内の蛍光管１８は平面ではなく、パネルユニット２０とは逆曲率をもった凹局面上に配置されている。このように、蛍光管１８を凹曲面上に配置することによって光をさらに画面正面方向に向けることが出来る。なお、この場合の蛍光管１８が配置される曲面の曲率半径はパネルユニット２０の曲率半径よりも大きい。蛍光管１８が配置される曲率半径は光の画面正面への集束量をどの程度に設定するかによって決められる。蛍光管１８が配置される曲率半径を小さくするとパネルユニット２０と蛍光管１８の距離が周辺において小さくなる。この効果によって画面周辺の輝度が上昇し、凸状画面において、画面周辺の輝度が小さくなるという効果を緩和することが出来る。すなわち、本実施例によれば、実施例１の効果に加えて、蛍光管１８とパネルユニットの距離の効果から、凸状画面において、画面を正面から見た場合に、画面周辺の輝度が小さくなるという減少を対策することが出来る。

図１４、図１５、図１６の構成は、各々実施例２、実施例３、実施例４の効果に対して光源ユニット３０の蛍光管１８を曲面上に配置する効果が加わったものである。

すなわち、図１４に示す構成は実施例２を示す図７に示す構成に対し、蛍光管１８を曲面上に配置することによって画面を正面から見た場合の、画面周辺での減少を緩和する効果を加えることが出来る。

また、図１５に示す構成は実施例３を示す図８に示す構成に対して、蛍光管１８を曲面上に配置することによって画面を正面から見た場合の、画面周辺での減少を緩和する効果を加えることが出来る。

さらに、図１６に示す構成は実施例４を示す図１１に示す構成に対して、蛍光管１８を曲面上に配置することによって画面を正面から見た場合の、画面周辺での輝度の減少を緩和する効果を加えることが出来る。

図１７は本発明の第６の実施例を示す。実施例６から実施例９は画面が凹の場合の例である。画面が凹であるディスプレイが必要とされる場合は、電車、あるいはバス等の壁面に液晶表示装置を設置する場合である。また、画面を見る位置が比較的画面の中心付近で固定されているような場合は、画面を凹面とすると、液晶の視野角特性を補償して画面周辺まで、鮮明な画像とすることが出来る。このような場合としては、ディスプレイをみる位置が固定している、車載用のディスプレイ、携帯電話用ディスプレイ等である。

図１８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１８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１８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１８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１８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。

しかし、図１７に示すように、画面を凹面とすることによって画面周辺においても視野角を９０度に近づけることが出来、画面周辺においても鮮明な画像を得ることが出来る。画面が凹の場合であっても画面の周辺において輝度が減少するという現象は生ずる。本実施例はパネルユニット２０内に湾曲した拡散シート１３を設置することによって画面周辺での輝度の減少を対策する。

図１７において、液晶表示パネル１０には下偏光板１２と上偏光板１１が貼り付けられている。下偏光板１２の下には拡散シート１３が設置されている。液晶表示パネル１０とこれらの光学シート等は表面板１４と裏面板１５によってサンドイッチされ、所定の曲面が形成される。この構成は実施例１を示す図３と同様であるが、曲率の方向が異なる。

湾曲した拡散シート１３に光の集束作用があることは図９において説明したとおりである。図９は拡散板１６について説明したものであるが、拡散シート１３の場合も本質的には同じである。光源ユニット３０は図３と同様である。すなわち、平面上に配置された複数の蛍光管１８が筐体１７内に設置され、筐体１７の上部は拡散板１６によって覆われている。このように、本実施例の構成によれば、バックライトからの光を画面の中心方向に集束するために、画面周辺が暗くなるという現象を抑制することが出来る。したがって本実施例によれば、パネルユニット２０を看者に向かって凹状に湾曲させることによって液晶の視野角特性に起因する輝度特性の色度の変化を緩和できることと重畳して、光の集光作用によって画面周辺において輝度が劣化する現象を軽減することが出来る。

図１９は本実施例の他の実施形態である。図１９において、光源ユニット３０における蛍光管１８の配置が平面状ではなく、曲面状になっている他は図１７と同様である。図１９のように、蛍光管１８の配置を曲面状とすることによって、画面周辺における蛍光管１８と液晶表示パネル１０との距離を近づけることが出来る。画面が凹状の場合は画面周辺において、液晶表示パネル１０が光源から遠ざかることになるので、画面周辺で輝度が劣化する要因になる。本実施形態のように、蛍光管１８を曲面状に配置することによって画面周辺において、蛍光管１８と液晶表示パネル１０との距離の問題から、画面輝度が小さくなる現象を防止することが出来る。

図２０は本発明の第７の実施例の構成を示す。図２０において、パネルユニット２０は凹状に湾曲している。パネルユニット２０は実施例６とは異なり、拡散シート１３は含まれておらず、拡散シート１３は別途設置されている。すなわち、パネルユニット２０は液晶表示パネル１０の上下に偏向板が貼り付けられたものを曲面を形成した表面板１４、裏面板１５でサンドイッチすることによって曲面が形成されている。光源ユニット３０は実施例６と同様である。

拡散シート１３は補助板１９に貼り付けることによって補助板１９に形成された曲面が拡散シート１３に形成される。補助板１９に拡散シート１３を取り付ける方法は曲率が異なる他は実施例２で説明したと同様である。本実施例における拡散シート１３の曲率半径はパネルユニット２０の曲率半径よりも小さい。したがって、本実施例における光源からの光を画面中央方向に集める作用は実施例６の場合よりも大きい。

図２１は本実施例の他の形態である。図２１では光源ユニット３０における蛍光管１８が平面状ではなく、曲面状に配置されていることの他は図２０と同様である。図２１において、蛍光管１８は画面周辺において液晶表示パネル１０に近づくような配置となっている。すなわち、蛍光管１８が平面状に配置されている場合に比して、画面周辺における液晶表示パネル１０と蛍光管１８との距離が小さい分、画面周辺における明るさの減少を抑制することが出来る。

このような蛍光管１８の配置は本実施例のように、液晶表示パネル１０が凹状に湾曲している場合に特に効果がある。本実施形態は図２０ば場合の実施形態よりもさらに画面周辺における輝度の減少を抑えることが出来る。

以上の実施例では光学シートは拡散シート１３が１枚使用されているとして説明した。しかし、光学シートは必要に応じて種々なものを使用することが出来る。例えば、拡散シート１３を複数用いることによって拡散効果を上げることが出来る。また、拡散シート１３を複数用いることによってレンズ効果によってバックライトの光を画面中央付近に集める作用も大きくすることが出来る。また、プリズムが小さなピッチで形成されたいわゆるプリズムシートを用いることによって、画面の曲面と直角方向への光の集光作用を向上させることが出来る。プリズムシートは１枚のみでなく、複数用いても良いことはいうまでも無い。なお、プリズムシートは厚さが０．１ｍｍ以下であり、拡散シート１３と同様、表面板１４あるいは裏面板１５の曲率に容易に沿わせることが出来る。

曲面ディスプレイの外観図である。 ガラスの曲率と厚さの関係を示すグラフである。 実施例１の断面図である。 湾曲した拡散シートによる屈折の例である。 拡散シートの透過特性の例である。 拡散シートに曲率と透過光の関係の模式図である。 実施例２の断面図である。 実施例３の断面図である。 拡散板による光の屈折の例である。 拡散板の透過特性の例である。 実施例４の断面図である。 フレネルレンズによる光の屈折の例である。 実施例５の断面図である。 実施例５の他の形態の断面図である。 実施例５のさらに他の形態の断面図である。 実施例５のさらに他の形態の断面図である。 実施例６の断面図である。 液晶表示装置の視野角特性の例である。 実施例６の他の形態の断面図である。 実施例７の断面図である。 実施例７の他の形態の断面図である。

符号の説明

１…液晶表示装置、 ２…表示領域、 １０…液晶表示パネル、 １１…上偏光板、 １２…下偏光板、 １３…拡散シート、 １４…表面板、 １５…裏面板、 １６…拡散板、 １７…バックライト筐体、 １８…蛍光管、 １９…補助板、 ２０…パネルユニット、 ２１…フレネルレンズ、 ３０…光源ユニット。

Claims (11)

1. 外側に凸状となった液晶表示パネルと外側に凸状となった拡散シートを有するパネルユニットを有し、前記パネルユニットの背面には拡散板が配置され、前記拡散板の背面には複数の蛍光管が配置された液晶表示装置であって、
   前記拡散シートは前記液晶表示パネルの背面に沿って湾曲しており、
   前記拡散板は画面外側に対して凹状の曲面を有していることを特徴とする液晶表示装置。
2. 外側に凸状となった液晶表示パネルと外側に凸状となった拡散シートを有するパネルユニットを有し、前記パネルユニットの背面には拡散板が配置され、前記拡散板の背面には複数の蛍光管が配置された液晶表示装置であって、
   前記拡散シートは前記液晶表示パネルの背面に沿って湾曲しており、
   前記複数の蛍光管は曲面状に配置され、前記曲面は画面外側に対して凹状であることを特徴とする液晶表示装置。
3. 外側に凸状となった液晶表示パネルを有し、前記液晶表示パネルの背面には外側に凸状となった拡散シートが設置され、前記拡散シートの背面には拡散板が配置され、前記拡散板の背面には複数の蛍光管が配置された液晶表示装置であって、
   前記液晶表示パネルの曲率半径よりも前記拡散シートの曲率半径が大きいことを特徴とする液晶表示装置。
4. 前記複数の蛍光管は平面状に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記複数の蛍光管は曲面状に配置され、前記曲面は画面外側に対して凹状であることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
6. 外側に凸状となった表面板と外側に凸状となったフレネルレンズとで液晶表示パネルと拡散シートが挟持され、前記フレネルレンズの背面には拡散板が配置され、前記拡散板の背面には複数の蛍光管が配置された液晶表示装置であって、
   前記液晶表示パネルと前記拡散シートと前記フレネルレンズとは同じ曲率半径を有していることを特徴とする液晶表示装置。
7. 前記複数の蛍光管は平面状に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記複数の蛍光管は曲面状に配置され、前記曲面は画面外側に対して凹状であることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
9. 外側に凹状となった液晶表示パネルを有し、前記液晶表示パネルの背面には外側に凹状となった拡散シートが設置され、前記拡散シートの背面には拡散板が配置され、前記拡散板の背面には複数の蛍光管が配置された液晶表示装置であって、
   前記液晶表示パネルの曲率半径よりも前記拡散シートの曲率半径が小さいことを特徴とする液晶表示装置。
10. 前記複数の蛍光管は平面状に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
11. 前記複数の蛍光管は曲面状に配置され、前記曲面は画面外側に対して凹状であることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。

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